Psicologia generale I (27/27): L'attenzione

L'attenzione riguarda una varietà di fenomeni psicologici molto diversi tra loro.

L'attenzione selettiva

L'attenzione selettiva è la capacità di selezionare una o più fonti di stimolazione esterna o interna, alla presenza di informazioni in competizione tra loro.

Gli attributi fisici sono i più efficaci nel guidare la selezione, ma ci sono diverse modalità sensoriali che attirano l'attenzione: acustiche, olfattive, gustative, di posizione, di movimento.

L'informazione a cui si presta attenzione è elaborata più efficacemente di quella a cui non si presta attenzione.

Le funzioni dell'attenzione selettiva
Esistono 2 approcci fondamentali:

I processi di selezione sono la conseguenza dei limiti del sistema cognitivo umano:
Sono il risultato di insufficienti risorse o capacità d'elaborazione, e l'attenzione selettiva serve a proteggere questo sistema dal sovraccarico.
Anche se alcuni studi hanno dimostrato che la nostra capacità di codifica non è limitata.
L'attenzione selettiva è motivata dalla necessità di manifestare comportamenti coerenti, flessibili e sensibili ai cambiamenti:
Per questo motivo è necessaria la selezione, che è anche necessaria per la scelta dell'informazione corretta, o per la scelta di fonti in competizioni tra loro la cui scelta è necessaria per avere azioni coerenti.

Attenzione precoce o tardiva
E' stato dimostrato che possiamo selezionare le informazioni sulla base di derterminate caratteristiche fisiche, e che è quasi impossibile ricordare il contenuto semantico dei messaggi ignorati, mentre è facile riportare alcune loro caratteristiche fisiche, come ad esempio ricordare se si tratta di una voce maschile o femminile.
La selezione precoce si ha quando questa viene effettuata prima dell'elaborazione semantica.
L'attenzione agisce quindi come un filtro che permette l'analisi avanzata solo degli oggetti selezionati.
Solo uno stimolo evoca una risposta, e l'informazione non rilevante non viene ulteriormente analizzata e decade velocemente.
La teoria della selezione tardiva afferma che tutti i messaggi, sia rilevanti che irrilevanti sono elaborati fino alla codifica semantica, e che il filtro selettivo opera solo nel momento in cui bisogna scegliere una risposta.
Tramite alcuni esperimenti con stimoli-bersagli ed effetti di interferenza si sono scoperte alcune cose, come ad esempio che l'interferenza dei distrattori con risposta incompatibile dipende dalla distanza dei distrattori dallo stimolo bersaglio, e che se i distrattori sono dentro l'angolo visivo del bersaglio, non possono essere ignorati.
Si hanno quindi i paradigmi dei priming: la presentazione di 2 stimoli in rapida successione, di cui solo il secondo richiede risposta, dove il primo stimolo può influenzare positivamente (priming positivo) o negativamente (priming negativo) la risposta al secondo stimolo.
In caso di priming positivo si potranno avere risposte più veloci se il contenuto semantico del primo stimolo è compatibile con il secondo (ad esempio maestra, alunni), o in caso di priming negativo si avrà un aumento dei tempi di risposta.
Questi risultati confermerebbero che l'eleborazione arriva fino al codice semantico.
E' stato anche dimostrato che il priming può avvenire anche se il soggetto non percepisce consciamente il primo stimolo, e che quindi vuol dire che la consapevolezza dipende da meccanismi successivi alla selezione.
Secondo Treisman i messaggi cui non si presta attenzione sono attenuati, e quindi solo in alcune circostanze possono essere elaborati anche sulla base del loro significato.

I meccanismi dell'attenzione selettiva
L'attenzione selettiva sembra funzionare con 2 meccanismi principali:

un meccanismo di attivazione che opera sia sull'informazione rilevante che quella non rilevante.
un meccanismo che inibisce l'informazione non rilevante

L'inibizione è un processo meccanico attivo che decade velocemente che è influenzato dalle necessità, mentre l'attivazione è un processo meno controllabile e più stabile, che serve anche per prevenire eventuali pericoli che in quel momento non sono al centro della nostra attenzione.

Attenzione selettiva e rappresentazione multipla
Secondo Styles e Allport l'identità e la posizione di una serie di lettere sono disponibili in tempi diversi: prima è disponibile l'identità e poi la posizione.
Alcuni studi sostengono l'esistenza di strutture apposite per questi compiti: la via ventrale analizza la natura dell'oggetto, mentre la via dorsale analizza la posizione dell'oggetto.

La teoria delle integrazioni delle caratteristiche afferma che la percezione degli oggetti visivi dipende da un meccanismo attentivo che ne seleziona la posizione e che integra le caratteristiche presenti in questa posizione dando luogo alla percezione unitaria dell'oggetto.
Secondo questa teoria, lo stadio preattentivo rileva le caratteristiche dell'oggetto, mentre quello attentivo le combina in modo seriale creando la nostra percezione dell'oggetto.
Alcune caratteristiche tipo il colore, la grandezza, l'orientamento e la posizione sono codificate in automatico in parallelo senza bisogno di attenzione focale, altre invece la richiedono.
Gli object frames sono le caratteristiche che sono state codificate che si sono integrate in oggetti sulla base di conoscenze immagazzinate (ad esempio, ci si aspetta che il mare sia blu e quindi è difficile associare al mare un colore sbagliato quando lo si focazza).
Sempre secondo la teoria delle integrazioni, gli oggetti sono rappresentati come punti nello spazio, in una mappa delle posizioni, e l'attenzione focalizzata in un punto dello spazio permette il recupero delle informazioni di determinate aree, e crea una rappresentazione temporale dell'oggetto, detta object file.
Quando invece non è possibile utilizzare l'attenzione, le caratteristiche degli oggetti si integrano tra di loro, ma in maniera casuale, generando errori.
Il pop-out effect si ha quando le caratteristiche dell'oggetto attirano automaticamente l'attenzione sulla sua posizione, e dove il tempo necessario all'identificazione dello stimolo bersaglio aumenta in maniera costante all'aumentare dei distrattori.
Per rilevare una congiunzione di caratteristiche è necessario che l'attenzione sia focalizzata in modo seriale su un oggetto per volta, mentre la rilevazione di una caratteristica semplice può avvenire in parallelo.

L'attenzione visiva spaziale

L'attenzione visiva spaziale è l'abilità di selezionare particolari porzioni dell'ambiente esterno.
Le sue principali caratteristiche funzionali sono:

l'attenzione può essere diffusa o focale
se l'attenzione è orientata in una determinata direzione, aumenta notevolmente la velocità di risposta
l'ampiezza del fuoco attentivo è variabile e cambia a seconda delle richieste del compito
aumentando l'area di fuoco, diminuisce l'efficacia dell'elaborazione
l'orientamento dell'attenzione può essere automatico o volontario, e quello automatico non può essere interrotto

In un esperimento è stato usato un segnale di preavviso di tipo esogeno (una luce), ed uno di tipo endogeno (un numero) per indicare dove sarebbe apparso il vero stimolo bersaglio, ed è stato dimostrato che il segnale esogeno richiama l'attenzione in maniera automatica, quello endogeno va prima elaborato.
L'attenzione visiva spaziale serve dunque a dare priorità ad una determinata area visiva.

Posner fece alcuni esperimenti di orientamento implicito e analizzò l'operazione di disancoraggio che serve per spostare l'attenzione da una parte ad un'altra.
E' stato anche dimostrato che solo l'orientamento automatico produce il fenomeno dell'inibizione di ritorno, che si manifesta quando l'intervallo tra il segnale esogeno e lo stimolo di ritorno è piuttosto lungo (200-1500 ms) con conseguente rallentamenti di risposta. Questo perchè dopo un certo tempo diminuisce la probabilità che l'attenzione torni su una porzione visiva già esplorata.

Basi anatomiche
L'orientamento implicito o esplicito attiva parte del lobo frontale e varie aree del lobo parietale.
La saccade è un rapido movimento dell'occhio tra 2 movimenti di fissazione dello sguardo, indispensabile per l'attenzione visiva.

Deficit
I pazienti con eminegligenza spaziale unilaterale grave, non rispondono ad eventi che accadono nella parte opposta alla lesione (solitamente a sinistra).
Le lesioni del collicolo producono difficoltà a spostare l'attenzione, mentre si pensa che il talamo sia coinvolto nel riconoscimento degli oggetti.
I pazienti con Alzheimer a volte presentano problemi con l'orientamento spaziale.

Attenzione verso lo spazio e verso gli oggetti
Esistono due ipotesi principali di attenzione spaziale:

L'ipotesi space-based view sostiene che l'attenzione è diretta verso regioni del campo visivo che possono essere sia vuote, che occupate da oggetti.
L'ipotesi object-based view sostiene che l'attenzione può essere assegnata solo ad oggetti specifici che si trovano nell'ambiente, e non allo spazio vuoto.

L'effetto stroop che si ha quando la parola verde è scritta in rosso, e si fa fatica a dire di che colore è scritta quella parola, conferma che quando l'informazione rilevante e quella non rilevante appartengono allo stesso oggetto, quella non rilevante non può essere ignorata.
Duncan sostiene che l'attenzione seleziona l'informazione relativa ad un oggetto solo per volta, anche se questi occupano lo stesso spazio visivo.
L'emisfero sinistro media l'elaborazione basata sull'oggetto, l'emisfero destro quella basata sullo spazio.
Treisman ha aggiornato la sua teoria dell'integrazione delle caratteristiche segnalando che, una strategia di selezione è basata sulla posizione, una sulle caratteristiche, una sugli oggetti definiti dalla loro posizione e una decide quale oggetto deve controllare la risposta.

La teoria premotoria dell'attenzione
Secondo questa teoria non è necessario invocare meccanismi attentivi separati dai circuiti sensomotori, e l'attenzione spaziale nasce dall'attivazione dei circuiti neurali corticali e sottocorticali che trasformano l'informazione spaziale in azioni. L'attenzione dipende dunque dagli stessi sistemi che determinano la percezione e l'azione.
In linea di massima, ogni meccanismo responsabile di azioni dirette verso lo spazio esterno può produrre attenzione spaziale.
L'effetto meridiana consiste in tempi di reazione più lenti per prove invalide che sono nell'emicampo non segnalato rispetto a quello segnalato, anche se queste prove sono equidistanti dalla posizione segnalata.
L'effetto distanza consiste nel progressivo aumento dei tempi di reazione per le prove invalide, in funzione della distanza dalla posizione segnalata, se le prove sono nello stesso emicampo.
E' stato dimostrato che ogni volta che l'attenzione spaziale è diretta verso una particolare posizione dello spazio o un oggetto, si attiva un programma oculomotorio per eseguire una saccade verso la posizione segnalata.

Le funzioni esecutive

Le funzioni esecutive consistono nel controllo volontario del comportamento cognitivo e motorio.
E' probabile che diverse rappresentazioni mentali possano essere attive contemporaneamente, ma che solo alcune di queste guidino l'azione ed il pensiero, ad esempio anche la componente selettiva dell'attenzione potrebbe essere una funzione esecutiva.
Non si sa se esiste un sistema centrale che controlli tutto, oppure ci sia un sistema di controllo distribuito.

Le funzioni esecutive vengono studiate tramite appositi test e tramite il controllo dei tempi di reazione.

Broadbent propose la teoria del filtro che afferma che esiste un solo canale di elaborazione e quindi la combinazione di diversi compiti può essere ottenuta solo passando velocemente da un compito ad un altro.
Questa teoria è stata poi smentita da alcuni esperimenti.

Il periodo psicologico refrattario di Welford afferma che quando si sottopone un soggetto a 2 stimoli, ed il secondo è presentato in un periodo di tempo molto breve, i tempi di reazione sono più lenti. Questo perchè l'elaborazione del primo stimolo deve essere completata prima che si possa passare al secondo.
Pare quindi che ci siano dei limiti centrali nella capacità di elaborazione umana, e che la seconda risposta per essere emessa, deve aspettare che la prima sia selezionata.

Esistono diverse teorie sui limiti dell'attenzione, le teorie strutturali sostengono che l'attenzione possa essere rivolta verso un solo compito per volta, le teorie delle risorse sostengono che l'attenzione possa essere divisa tra i diversi compiti in modo graduale.
Le teorie delle risorse sostengono anche che l'uomo è in grado di distribuire le risorse disponibili, e che la quantità di queste risorse può variare a seconda della motivazione.
Esiste un'ulteriore importante distinzione tra elaborazione limitata di dati (data limited) e elaborazione limitata di risorse (resource limited), nella prima, indipendentemente dalle risorse, il risultato non cambia, nella seconda, la prestazione migliora se si investono risorse migliori.

Il costo del cambio di compito
Cambiare un compito in esecuzione pare abbia dei costi in termini di tempo, si ha quindi:
Un costo di tipo endogeno sensibile al tempo che il soggetto ha per prepararsi al cambio, e alla prevedibilità del cambio.
Un costo di tipo esogeno determinato dalla comparsa dello stimolo stesso, di durata fissa.
C'è chi sostiene che il costo totale del cambio sia dovuto al recupero delle conoscenze necessarie per lo svolgimento del nuovo compito.

Valutazione neuropsicologica
La valutazione neuropsicologica vuole definire il funzionamento cerebrale di un individuo attraverso misure obiettive del comportamento.
La neuropsicologia studia gli effetti comportamentali del danno cerebrale.

I meccanismi e i processi delle funzioni esecutive
I processi di controllo automatico sono attivati in situazioni abituali, quando il comportamento consiste in sequenze d'azione ben apprese, e questi processi del controllo automatico consentono l'esecuzione di più azioni contemporaneamente.
I processi di controllo volontario sono attivati in situazioni nuove e richiedono azioni intenzionali.
La capacità attentiva è limitata, non si può prestare attenzione a troppe informazioni e ciò può dipendere dai limiti della memoria di lavoro e dalla velocità di elaborazione.
L'arousal è il livello di attivazione, la prontezza fisiologica a rispondere agli stimoli.
Le azioni che eseguiamo sovrappensiero sono azioni ben apprese, e può anche capitare che i processi di controllo volontario possano subire interferenze a causa di alcuni processi di controllo automatico.
Secondo Norman e Shallice i comportamenti complessi vengono svolti grazie ad alcuni schemi memorizzati che in alcuni casi fanno da pilota automatico.
La distrazione si ha quando non si riesce ad inibire l'informazione che attrae l'attenzione.
Esistono diversi tipi di errori nelle funzioni esecutive:
Errori di modo: quando si esegue un'azione opportuna in una situazione diversa da quella che si sta verificando.
Errori di descrizione: quando non si comprende la situazione in cui ci si trova.
Errori di cattura: quando uno schema familiare cattura il comportamento sostituendosi a quello scelto in partenza.
Un altro errore si verifica quando lo schema appropriato viene eseguito nel momento sbagliato.
Secondo West la funzione di integrazione temporale è supportata da 4 componenti:

La memoria retrospettiva serve per mantenere attive le rappresentazioni necessaria all'esecuzione dei compiti.
La memoria prospettica si basa sulle aspettative ed è orientata all'azione, e permette di eseguire le azioni nei tempi previsti.
Il processo di controllo dell'interferenza serve ad inibire le informazioni che non sono necessarie per l'esecuzione del compito.
L'inibizione di risposte dominanti evita che risposte salienti ma inappropriate ottengano il controllo della sequenza d'azione.

Il controllo dell'interferenza è sostenuto dalla corteccia prefrontale orbitale, mentre gli altri 3 sono supportate dalla corteccia prefrontale dorso-laterale.

E' probabile che differenti processi esecutivi siano realizzati da strutture cerebrali separate, ma che queste interagiscano tra loro.

L'attenzione sostenuta e la vigilanza

L'attenzione sostenuta è la capacità di mantenere l'attenzione su eventi critici per un considerevole periodo.

La vigilanza è la capacità di monitorare nel tempo eventi con bassa frequenza d'accadimento.

L'individuo ha difficoltà a mantenere l'attenzione sui compiti complessi e poco salienti, o su compiti troppo semplici, poco interessanti e monotoni, inoltre, i compiti con una durata maggiore e con un intervallo tra gli stimoli breve producono le prestazioni peggiori.
Il tempo necessario per costruire uno stato d'allerta dopo un segnale d'allarme va dai 500 ai 1000 ms.
L'allerta esogena si ha quando si verificano allarmi di tipo sonoro.
Dopo alcuni studi è stato verificato che i compiti brevi difficilmente hanno omissioni o falsi allarmi, a differenza di quelli lunghi.

Meccanismi e processi
Pare ci sia la tendenza ad estinguere le risposte quando un evento è ripetitivo, forse a causa di qualche meccanismo inibitorio.
Eventi con bassa probabilità richiedono maggiori risorse d'elaborazione.
La teoria dell'aspettativa sostiene che eventi molto probabili sono elaborati più velocemente di quelli meno probabili.
La teoria dell'attivazione sostiene che il livello di arousal diminuisce in condizione di stimolazione sensoriale debole, tipica dei compiti di vigilanza.
La vigilanza è quindi influenzata sia dal livello di arousal che dalle aspettative e richieste del compito.
La diminuzione di vigilanza comporta l'aumento dei probabili errori e l'aumento dei tempi di reazione.
L'arousal fisiologico tende a diminuire in ambienti monotoni o in condizioni di prestazione prolungata.
Il decremento della vigilanza può essere causato sia dalla diminuzione di sensibilità che da un cambiamento nel criterio di risposta.
I fattori psicofisici che determinano la vigilanza possono essere raggruppati in 2 fattori:

Fattori del primo livello riguardano le proprietà fisiche dello stimolo, tipo la modalità sensoriale, l'intensità del segnale, la sua durata, la velocità di presentazione degli eventi e le fonti di segnale multiple.
Fattori del secondo livello riguardano importanti caratteristiche del segnale che possono essere dedotte sulla base dell'esperienza, e sono ad esempio: la probabilità, la regolarità, la tipologia del segnale.

Basi anatomiche
La vigilanza è legata all'arousal che dipende dalla formazione reticolare.
Tramite EEG si son potuti fare molti studi sulla vigilanza, e si è capito che molti processi percettivi e cognitivi sono mediati da regioni cerebrali multiple.
Pare inoltre che lo stato di vigilanza aumenti l'attivazione del sistema fronto-parietale destro.
Quindi l'attenzione sostenuta e la vigilanza sembrano essere governate da un sistema che è anatomicamente separato dai sistemi d'elaborazione dei dati sensoriali.

Pare che la noradrenalina sia il neurotrasmettitore che media l'effetto di allerta e la capacità di sostenere l'attenzione nel tempo.
I deficit per la vigilanza sono presenti in molti disturbi quali, epilessia, parkinson, alzheimer, e altri, e sembran tutti legati dall'anatomia della lesione.

Attenzione e coscienza

Oltre all'apprendimento classico, esiste anche un apprendimento senza conoscienza o accidentale, difatti gran parte dei processi cognitivi avviene senza che noi ne abbiamo consapevolezza.
La consapevolezza è uno stato della nostra mente che non ha nessun ruolo causale nello svolgimento della nostra attività mentale.

La percezione subliminare si ha quando lo stimolo riesce ad influenzare il comportamento dell'individuo anche quando questi non riesce ad identificarlo coscientemente.
L'ascolto dicotico consiste nella presentazione di messaggi diversi per ogni orecchio.
La presentazione parafoveale chiede di focalizzare l'attenzione su stimoli presentati in fovea e di ignorare quelli presenti nella periferia del campo visivo.
Il paradigma del mascheramento visivo consiste in uno stimolo visivo mascherato da una configurazione successiva, che non ne consente il percepimento da parte dell'individuo, ciò nonostante avviene lo stesso il priming.

Per verificare la coscienza ad un determinato stimolo si studia la soglia soggettiva, che dipende dal grado di sicurezza del soggetto, e la soglia oggettiva che rappresenta il punto nell'elaborazione percettiva sotto il quale i soggetti producono risposte casuali.
La soglia soggettiva è probabilmente il punto nell'elaborazione percettiva in cui si forma una percezione stabile e integrata che permette l'elaborazione consapevole.

Deficit
Le conoscenze implicite sono quelle conoscenze testimoniate dalla prestazione dei compiti ma non percepite consciamente, le conoscenze esplicite sono quelle conoscenze che si basano su un'esperienza consapevole.
I blindsight sono conoscenze implicite conservate nonostante lesioni che rendono impossibili le conoscenze esplicite.
La prosopoagnosia è un deficit nel riconoscimento di persone note, che pare però lasciare intatta la conoscenza implicita.
L'eminegligenza spaziale unilaterale è un deficit che non consente ai pazienti che lo hanno, di orientarsi verso stimoli presentati nella parte sinistra dello spazio.
E' stato notato però che i pazienti rispondono più velocemente a stimoli nella parte destra, se poco prima hanno ricevuto uno stimolo facilitatorio (priming) nella parte sinistra cieca, ciò significa che anche in questo caso il deficit non agisce sulla conoscenza implicita.
Nel caso del'amnesia i pazienti possono avere una prestazione quasi normale nei compiti indiretti, ad esempio sarà completata più facilmente la radice di una parola appena studiata, piuttosto da una mai studiata.

Meccanismi e funzioni di processi consci ed inconsci
Esistono 3 spiegazioni per la dissociazione tra i compiti consci ed inconsci evidenziate in casi di deficit e lesione:

I meccanismi neurali specializzati sono disconnessi dai sistemi neurali di più alto livello che sottostanno alla consapevolezza.
I meccanismi di elaborazione danneggiati producono dati degradati, mentre l'informazione degradata manifesta i suoi effetti sui compiti indiretti, ma non riesce ad essere elaborata in modo consapevole.
La lesione distrugge i meccanismi necessari per dimostrare conoscenze esplicite mediante compiti diretti, mentre la prestazione nei compiti indiretti dipende da meccanismi diversi che non hanno accesso alla consapevolezza.

L'attenzione è strettamente legata alla consapevolezza ed entrambe sono: a capacità limitata, lente, coinvolgono la memoria di lavoro, operano in serie, utilizzano risorse di elaborazione ed agiscono nelle pianificazioni e nelle decisioni.
In linea di massima, solo ciò che è consapevole può essere inibito e lo stato vegetativo dimostra che ci può essere veglia senza consapevolezza.