Psicologia della visione Dal cognitivismo alla riscoperta della Gestalt Prima un po’ di fisiologia e anatomia… Il neurone Prima un po’ di fisiologia e anatomia… Il sistema visivo Prima un po’ di fisiologia e anatomia… La retina Prima un po’ di fisiologia e anatomia… Il genicolato laterale Prima un po’ di fisiologia e anatomia… La corteccia striata (V1) E un po’ di storia… • Più di un secolo di psicologia sperimentale metodo sperimentale in psicologia -variabile indipendente: stimolo -variabile dipendente: sensazione PSICOFISICA La misura della“sensazione” collegata all’intensità della stimolazione (Weber, Fechner, Stevens) Entra in scena il computer • Cognitivismo (intorno agli anni ’50) Metafora della mente come un calcolatore • I cognitivisti vedono il cervello come un elaboratore di informazione (simbolica) Gli sviluppi dell’informatica in quegli anni hanno un peso importante sul cognitivismo La macchina di Von Neumann • L’architettura di elaboratore di riferimento è quella proposta da Von Neumann Memoria CPU (teoricamente illimitata) (veloce, seriale) Procedure codificate (programmi) Questo tipo di modello seriale ha avuto poca fortuna nel campo della visione Un nuovo vecchio modello: le reti neurali Crisi del modello cognitivista • Sistemi di calcolo paralleli • Informazione non più simbolica o proposizionale, ma codificata nell’architettura (attivazioni e connessioni) La Gestalt: nascita, declino e resurrezione • Teoria che bene si adatta alle reti neurali • Nasce nella prima metà del ‘900 (Wertheimer, Kohler, Koffka…) • Leggi di unificazione figurale La Gestalt: nascita, declino e resurrezione “Il tutto è diverso dalla somma delle singole parti” • Reazione alla teoria strutturalista che asseriva che la percezione è fata dalla somma di tante piccole stimolazioni puntuali Le leggi della Gestalt • Prossimità • Somiglianza • Chiusura • Buona continuazione • E altre nuove… La crisi • Critica: non produce modelli in grado di fare previsioni accurate sul percetto, verificabili sperimentalmente. Un bel guaio, se si vuole usare il metodo sperimentale Forse i tempi non erano ancora maturi… Cosa stava succedendo nel frattempo? • La psicologia sperimentale negli ultimi cinquant’anni diviene sempre più strutturalista: Hubel e Wiesel nel ’59 pubblicano il lavoro sul campo recettivo delle cellule visive corticali Si scoprono detettori di tutti i tipi… Un vero “pandemonium” (Selfridge, 1959) La direzione del flusso è univoca, verso l’alto, in stretta analogia con la definizione di campo recettivo data da Hubel e Wiesel E oggi? • Le scoperte in fisiologia evidenziano un concetto “allargato” di campo recettivo: connessioni feed-forward, orizzontali e di feed-back. Modelli computazionali di ispirazione gestaltista • Alcuni autori oggi rivalutano la teoria della Gestalt Hess e Field propongono un modello computazionale per la detezione di contorni curvilinei di dichiarata matrice gestaltista Modelli computazionali di ispirazione gestaltista C’è davvero bisogno di un singolo neurone specializzato per ciascun possibile contorno? Meglio la collaborazione di più neuroni Modelli computazionali di ispirazione gestaltista Modelli computazionali di ispirazione gestaltista Association field Un’esempio: la teoria FACADE (Grossberg, 1999) Form And Color And Depth • Modello biologicamente ispirato Due sottosistemi funzionali • Boundary Contour System (BCS) Per la formazione dei contorni • Feature Contour System (FCS) Per il filling-in, il riempimento del colore, la formazione delle superfici Modello LAMINART • Implementazione della teoria FACADE (BCS) Modello LAMINART Le cellule che compongo il modello • Nell’LGN si trovano cellule ON/OFF - + + - Queste cellule evidenziano i contorni degli oggetti Le cellule che compongo il modello • In V1 si trovano cellule sensibili all’orientamento Sensibili al contrasto (cellule semplici) Non sensibili al contrasto (cellule complesse) Le cellule che compongo il modello • In V2 si trovano cellule bipolari (ipercomplesse) per completare i contorni frammentati Interazione fra le cellule • I “neuroni” che costituiscono la rete hanno forti interazioni le une con le altre cooperazione/competizione: Meccanismi di trade off: ogni cellula orientata, nel suo stesso punto attiva cellule con orientamento simile al proprio e inibisce quelle perpendicolari. In posizioni contigue esercita un azione esattamente contraria a questa.