1.2 Teorie e termini classici di riferimento
Se si interpreta l’attività cognitiva come elaborazione di informazioni provenienti dall'ambiente esterno, l'attenzione può essere descritta come la funzione che regola quest'attività e che, attraverso il filtro e l'organizzazione delle informazioni ricevute, permette al soggetto di emettere risposte adeguate (Ladavas & Berti, 1999).
Tale costrutto diventa quindi riferibile a differenti livelli operazionali:
• Il livello di attivazione (arousal) definisce l’attivazione psicofisiologica che permette l’afferenza delle differenti stimolazioni: è cioè il livello di preparazione fisiologica alla ricezione, in previsione di una risposta più o meno adeguata e veloce. Questo parametro agisce in correlazione e non in coincidenza alla selettività del sistema che riceve le informazioni. Banalmente si può dire che un livello di attivazione deficitario permette un ingresso indiscriminato di stimolazioni, laddove un’attivazione eccessiva implica la riduzione delle informazioni in entrata da parte del sistema filtrante
• L’attenzione selettiva è riferita alla capacità di concentrare l’attenzione su una fonte o un canale sensoriale specifico, sia tramite l’impiego volontario di risorse di processamento, sia automaticamente in presenza o assenza di movimenti oculari. In quest’ultimo caso si tratta in genere di stimoli nuovi e inusuali, che sono in grado, per le loro caratteristiche, di elicitare una risposta d'orientamento.
I vari modelli proposti per spiegare i meccanismi dell'attenzione selettiva si differenziano in relazione al fatto che la selezione degli stimoli da elaborare sia precoce o tardiva.
La teoria del filtro di Broadbend (1958) afferma che, quando due stimoli vengono presentati contemporaneamente, solo uno dei due può passare il filtro, mentre l'altro, rimanendo immagazzinato nel buffer sensoriale, può essere elaborato successivamente; questo meccanismo di selezione sarebbe necessario per evitare un sovraccarico d'informazione. Tuttavia, le limitazioni imposte all'elaborazione contemporanea di due stimoli si ridurrebbero notevolmente se gli stimoli da elaborare fossero tra loro dissimili.
Treisman (1964) elabora una teoria alternativa a quella di Broadbent che ne mitiga le conclusioni. Per la Treisman l'analisi precoce dell'informazione irrilevante è meno precisa e completa, rispetto a quella dell'informazione rilevante, ma l'informazione irrilevante non è del tutto trascurata. Secondo la Treisman le singole caratteristiche visive dello stimolo (forma, colore, orientamento) vengono processate precocemente ed in parallelo, senza dover ricorrere all'attenzione il cui compito sarebbe, invece, quello di integrare fra loro, in un secondo momento, le differenti caratteristiche. Secondo questa teoria, i compiti di ricerca visiva non sono influenzati dalla numerosità degli items, qualora la caratteristica distintiva del target sia unica, mentre si ha una ricerca esaustiva, influenzata dalla numerosità, se il bersaglio è caratterizzato da una combinazione di due o più caratteristiche. Il paradigma sperimentale classico è quello della ricerca di un cerchio rosso tra cerchi blu: in questo caso l'elaborazione dell'informazione non necessita di attenzione perché gli stimoli differiscono solo per una caratteristica rilevante (il colore).
Deutsch e Deutsch (1963) ipotizzano invece che entrambe le informazioni, sia quella rilevante sia quella non rilevante, siano elaborate completamente e che la differenza si trovi non nell'elaborazione del materiale, ma nel tipo di risposta prodotta dal soggetto. In altre parole, il filtro si troverebbe non più a livello della ricezione delle informazioni, ma a livello della risposta.
Gli effetti Simon, Stroop e Navon confermano in parte le teorie che ipotizzano una selezione tardiva degli stimoli irrilevanti dimostrando l'esistenza d'interferenza prodotta dalle informazioni non rilevanti per il compito.
Jonhnston e Heinz (1978) posizionano il filtro in modo che la selezione sia possibile a vari stadi del processo. Secondo questi autori quindi la selezione non è rigidamente collocata ad un determinato livello del processo, ma avviene il prima possibile tenendo conto delle circostanze e delle richieste del compito stesso. In questo modo il processo è più flessibile ed economicamente più valido. Un esempio di caratteristica che influenza la selezione è la discriminabilità degli stimoli: secondo l'ipotesi di Johnston, se i due stimoli sono poco discriminabili la selezione dell'item rilevante avviene dopo che entrambi sono stati elaborati ad un livello abbastanza profondo.
Altre teorie pongono, invece, l'accento sui processi inibitori.
Per avere un'efficiente elaborazione dell'ambiente, è necessario che l'attenzione non torni continuamente a posizioni dello spazio già visitate e sarebbero proprio i processi inibitori ad impedire questo ritorno. Quando qualcosa alla periferia del campo visivo si modifica, ad esempio quando c'è un cambiamento di luminosità del bersaglio, l'oggetto che cambia orienta automaticamente verso di sé l'attenzione. Quando poi l'attenzione è ridirezionata attivamente verso un'altra porzione dello spazio la percezione del bersaglio alla periferia peggiora. Infatti, la percezione di tale bersaglio richiederebbe il permanere su esso di un po' di attenzione che viene invece inibita. Un'altra prova dell'esistenza di questi processi inibitori è la presenza del “priming negativo”, fenomeno per cui, se le rappresentazioni interne degli stimoli ignorati sono inibite, l'elaborazione successiva di un oggetto che richiede l'attivazione della stessa rappresentazione, risulta disturbata.
• L’attenzione selettiva spaziale: alcuni meccanismi, grazie ai quali dirigiamo l’attenzione visiva nello spazio, sono indipendenti da quelli responsabili dell’attenzione selettiva in genere. Recenti studi PET hanno dimostrato l’esistenza di almeno due sistemi attenzionali diversi: uno posteriore, specializzato per la selezione della posizione spaziale degli stimoli, ed uno anteriore per la selezione degli attributi dello stimolo (forma, colore, dimensione) e la loro integrazione. Questa impostazione postula l’esistenza di una dissociazione, sia anatomica, sia funzionale, tra i sistemi attenzionali ed i sistemi di processamento delle informazioni.
Il Posterior Attentional System (PAS) anatomicamente comprenderebbe: la corteccia parietale posteriore, soprattutto nella porzione laterale, i nuclei talamici connessi (pulvinar e nucleo reticolare) e il collicolo superiore. Questo sistema sarebbe responsabile dell’orientamento spaziale dell’attenzione verso sorgenti di stimolazione nelle varie modalità sensoriali permettendo di dirigere l’attenzione su porzioni dello spazio circostante sia per la ricerca guidata della visione di oggetti in diverse posizioni spaziali, sia per quanto riguarda la scansione di un oggetto di interesse.
Il PAS riceverebbe l’input dalla via dorsale, definita come la “via del dove” in contrapposizione al sistema ventrale definito come la “via del cosa”; una delle funzioni di base di questo sistema sarebbe la focalizzazione, l’operazione di disancoraggio sarebbe poi accompagnata dal movimento dell’attenzione eseguito, in analogia con i movimenti saccadici, dal collicolo superiore.
L’operazione di ancoraggio permetterebbe invece di focalizzare l’attenzione in una nuova porzione dello spazio e sarebbe eseguita dal pulvinar.
Lo scopo di questa operazione di selezione spaziale sarebbe quello di fare sì che la via ventrale sia attivata unicamente dagli oggetti di interesse e non dai molteplici stimoli presenti nello spazio.
A questo punto, dal momento che l’oggetto è stato selezionato attraverso la sua posizione spaziale, il sistema ventrale potrebbe svolgere le sue operazioni specifiche di analisi della forma e delle caratteristiche cromatiche.
Il sistema attenzionale anteriore (Anterior Attentional System) sarebbe particolarmente attivo soprattutto a livello del giro del cingolo ed il suo livello di attivazione non sembrerebbe dipendere dal numero degli stimoli bensì dal numero di segnali da rilevare. Il giro del cingolo, infatti, sarebbe particolarmente attivo in condizione di attenzione divisa quando dovrebbero essere rilevati i diversi attributi dello stimolo oppure quando la selezione deve essere attuata attraverso le varie caratteristiche dello stimolo che provengono dalla stessa posizione spaziale, come nel caso dell’effetto stroop.
Questo sistema, quindi, sarebbe caratterizzato non solo come sistema di memoria di lavoro, ma anche come sistema di controllo.
Sono stati proposti modelli diversi che non ammettono la dissociazione sopra proposta e che identificano l’attenzione con l’attivazione di mappe o rappresentazioni spaziali strettamente legate alla preparazione motoria (Van der Heijden, 1997) e cioè all’azione.
Secondo questa teoria l’attenzione si colloca non a livello dell’input bensì dell’output: l’attenzione spaziale sarebbe strettamente legata alla preparazione del comando motorio sia nel caso di un movimento saccadico di foveazione dello stimolo sia nel movimento manuale di raggiungimento di un oggetto nello spazio. Questa teoria quindi non contempla una funzione attenzionale specifica dal momento che essa sarebbe rappresentata dall’insieme delle funzioni sensoriali o motorie relative ad una determinata azione.
• L’attenzione distribuita si riferisce alla capacità di elaborare contemporaneamente le informazioni provenienti da più fonti. Secondo la nozione delle “risorse attentive” esiste una sorgente comune e limitata di capacità elaborativa che un soggetto normale può intenzionalmente distribuire tra vari compiti, oppure concentrare su uno solo. La natura dei compiti è un elemento importante e più due compiti sono simili più la loro contemporanea esecuzione diviene difficoltosa. Due compiti possono somigliarsi, quindi interferire l'uno con l'esecuzione dell'altro, in quanto usano il medesimo canale sensoriale (ad esempio visivo), oppure condividono qualche stadio del processamento dell'informazione, o ancora possono avere in comune lo stesso meccanismo di risposta,per esempio verbale (Wickens 1984). In tutti questi casi, sia che si tratti di condivisione di determinati stadi di processamento, sia che si tratti di competizione per particolari meccanismi, si può parlare d'interferenza strutturale tra i due compiti.
Esiste, però, anche “un'interferenza da risorse” che si verifica quando non c'è, tra i due compiti, competizione per alcun processo o meccanismo. In questo caso il fenomeno si può attribuire al fatto che qualsiasi operazione mentale, per essere svolta in modo ottimale, richiede una certa “dose” d'attenzione. Infatti, se si presuppone l'esistenza di una capacità centrale che può essere utilizzata per una vasta gamma di operazioni mentali, si presuppone anche che tale capacità, abbia capacità limitate. La qualità dell'esecuzione dei due compiti dipende, quindi, dalla quantità di risorse che ciascun compito richiede. Secondo tale prospettiva, solo se le richieste dei due compiti non eccedono le risorse complessive del sistema i due compiti non interferiscono l'uno con l'altro e possono essere svolti in maniera ottimale.
Questa ipotesi è stata variamente indagata attraverso il paradigma del doppio compito, metodo sperimentale nel quale si chiede ai soggetti di svolgere due compiti differenti contemporaneamente. Tale paradigma sperimentale è stato utilizzato inizialmente per indagare i rapporti di corrispondenza esistenti tra le caratteristiche e la struttura del compito, da una parte, e le richieste dello stesso dall'altra. Col termine “richieste” ci si riferisce, in genere, alle operazioni che il sistema d'elaborazione deve svolgere sugli elementi del compito in vista di uno scopo. In seguito, il doppio compito ha permesso di investigare la natura dell'attenzione; una delle domande teoriche di maggior rilievo è se l'attenzione sia una quantità univoca, applicabile in modo “tutto o nulla”, o se possa essere distribuita tra i vari compiti. In questo secondo caso si parla di compito doppio ad attenzione divisa e ai soggetti viene chiesto di prestare attenzione a entrambi i compiti contemporaneamente. Il compito che riceve una quantità di risorse sufficiente al suo ottimale svolgimento è detto “compito primario”, mentre il compito che riceve la parte di attenzione rimanente è definito “compito secondario”. Sia l'interferenza sia la mancanza di tale fenomeno tra i due compiti sono informazioni significative per lo sperimentatore, poiché danno misura della dipendenza o dell'indipendenza tra i profili delle richieste delle due attività. L'idea di base è che il compito secondario sia svolto sfruttando solo la parte di risorse attentive che non sono utilizzate dal compito primario, quindi, dal livello della prestazione ottenuto nel compito secondario si può inferire quale sia la quota di risorse attentive impiegate nel compito primario e si può così fornire una misura indiretta del carico mentale cui il sistema è sottoposto durante il compito.
L'effetto della difficoltà del compito, sebbene evidente, pone dei problemi non banali: Norman e Brobrow (1975) propongono una distinzione tra “processi con risorse limitate” e “processi con dati limitati”. Il primo caso è quello di cui abbiamo parlato finora, il secondo invece sottende un problema diverso: è la qualità dei dati, necessari a svolgere il compito primario, a non essere adeguata allo svolgimento del compito stesso. In questo caso, sebbene il compito divenga più difficile, non vengono richieste risorse attentive aggiuntive per la sua esecuzione e quindi la performance nel compito concomitante non risulta compromessa.
• Per attenzione sostenuta s'intende l'attenzione protratta nel tempo. Nelle ricerche volte ad approfondire questo argomento, in genere, si chiede al soggetto di rilevare la comparsa di uno stimolo specifico fra alcuni targets o su uno sfondo. Questi compiti si definiscono compiti di vigilanza perché chiedono al soggetto di mantenere un livello di attenzione costante per poter rispondere adeguatamente alle richieste del compito stesso. Il risultato degli studi effettuati con questa tecnica è che il livello della prestazione decade con il trascorrere del tempo, il soggetto compie sempre più falsi positivi (rileva uno stimolo che non c'è) e falsi negativi (non rileva lo stimolo presentato).
Le spiegazioni plausibili per questi risultati possono essere di due tipi: il peggioramento della prestazione può dipendere dal fatto che il sistema sensoriale del soggetto si adatta, in certo qual modo all'ambiente, diminuendo la sua sensibilità agli stimoli (abituazione) oppure può essere dovuto ad un innalzamento dei criteri decisionali del soggetto, in altre parole la soglia critica che lo stimolo deve superare perché venga rilevato dal soggetto si alza (Ladavas & Berti, 1999).