Una breve e sintetica presentazione riguardante lo sviluppo dei processi cognitivi.

1. PROCESSI COGNITIVI
ED APPRENDIMENTO
IN ETA’ EVOLUTIVA
Catina Feresin
Dipartimento di Scienze
dell’Educazione
Università di Trieste

2. L’apprendimento di qualsiasi
capacità come percepire, parlare
scrivere, leggere, contare è legato
all’esistenza di numerosi processi
cognitivi.

3. Tali processi non costituiscono una
serie di meccanismi isolati, ma
lavorano come un tutto organico.

4. L’apprendimento è un processo
estremamente complicato, connesso
allo sviluppo dei menzionati processi
cognitivi e alle esperienze che il
bambino fa a casa e a scuola,
relazionandosi al gruppo dei pari e agli
adulti (familiari ed insegnanti).

5. E’ importante rilevare che la
struttura cerebrale (base
neuroanatomica e neurochimica
dei processi cognitivi) è quasi
completa in un bambino di età
scolare (6 anni circa).

6. Lo sviluppo completo avverrà
solo con la pubertà, nel
momento in cui saranno
rilasciati alcuni ormoni che
faranno maturare completamente
il cervello.

7. LA PERCEZIONE:

8. La “percezione” è un processo
complicato, mediato dalle strutture
cerebrali delle vie visive, uditive, tattili,
gustative, propriocettive, motorie, e
dalla interazione fra tali strutture e le
esperienze fatte nei primi mesi di vita.
In sintesi, noi impariamo a percepire
attraverso l’esperienza, ma siamo
strutturati in un certo modo sin dalla
nascita.

9. Nel corso di questa presentazione
faremo riferimento solo alla percezione
visiva che è il processo più studiato a
livello sperimentale dagli psicologi e
dai neuroscienziati.

10. Come si è già detto, il processo
percettivo è legato all’apprendimento.
Le vie nervose percettive si sviluppano
non solo perché sono geneticamente
programmate a svilupparsi, ma anche
perché il neonato, e poi il bambino,
vengono sottoposti ad esperienze visive
di ogni genere (forma degli oggetti,
colore, profondità, orientamento,
movimento).

11. Numerosi lavori condotti negli anni
‘70 dimostrano sperimentalmente ciò
che abbiamo appena affermato: per
esempio se un animale viene
deprivato dalla nascita della capacità
di vedere monocularmente, esso
presenterà una cecità monoculare.

12. Le indagini istologiche sottolineano
però che non è l’occhio ad essere cieco,
ma le connessioni cerebrali fra neurone
e neurone (sinapsi) a mancare
completamente.

13. Si è detto che il processo percettivo è
un’interazione fra natura ed
apprendimento.
Nonostante le evidenze sperimentali,
poche persone si rendono conto che la
percezione visiva racchiude un
problema così complesso.

14. Secondo la maggioranza delle persone
"Il mondo appare così, perché è così
(Koffka)", e riguardo a ciò non esiste
alcun problema (realismo ingenuo).

15. La gente si rende conto che la
percezione racchiude un problema di
elaborazione, apprendimento e
“ricostruzione” del mondo percettivo,
solo nel momento in cui vede
un’illusione ottica o qualche effetto
percettivo particolare su qualche libro o
rivista.

16. Per fare un esempio, vediamo ora una
galleria di illusioni ottiche molto
famose, descritte in molti manuali di
psicologia e di arte visiva:
l’illusione di Hering, l’immagine
bistabile vecchia/giovane, il triangolo
di Kanizsa, la griglia di Hermann.

21. Rispetto all’idea che la gente ha della
percezione visiva, il processo
percettivo è, invece, molto più
complicato. Dobbiamo infatti ricordare
che gli oggetti percepiti sono
principalmente luce riflessa da varie
superfici.
Il problema principale è quindi quello
della trasformazione dell’impulso
luminoso nel percetto cosciente.

22. Innanzitutto, la luce è una forma di
energia elettromagnetica che si propaga
come onda o come flusso di fotoni che
viaggiano in linea retta.
Gli esseri umani e gli animali non
vedono l’intero spettro
elettromagnetico, ma solo una ristretta
porzione di questo chiamata finestra
ottica o campo visibile.

24. Il fatto di non essere in grado di
percepire visivamente i raggi
ultravioletti o quelli infrarossi, ci
permette di comprendere quanto la
nostra capacità di vedere il mondo sia
in realtà estremamente limitata.

25. Come apparirebbe la realtà se
potessimo vedere altre parti dello
spettro elettromagnetico? Ci
rendiamo conto che il realismo
ingenuo non spiega per quale ragione
il mondo ci appare in un certo modo.
Il realismo ingenuo non è, infatti,
una spiegazione convincente.

26. Oltre alla finestra ottica, noi
percepiamo la realtà in una data
maniera poiché il nostro sistema visivo
è strutturato fisiologicamente in modo
predeterminato. L’occhio, la retina, le
aree visive primarie, secondarie,
terziarie e associative “ricostruiscono”
l’immagine retinica bidimensionale e
capovolta, in una immagine
tridimensionale e diritta.

27. Il mondo viene quindi “filtrato” tramite
le strutture di base del sistema visivo.
In ultima analisi la percezione visiva è
quindi un apprendimento ricostruttivo
del mondo che dipende dalle esperienze
visive che il bambino fa crescendo, e
dalle caratteristiche pregresse del
sistema visivo collegato in parallelo
agli altri processi cognitivi.

28. L’occhio “impara” dai primi giorni di
vita a modificare la sua apertura
(pupilla) in base alla quantità di luce.
L’occhio “apprende” in che modo
cambiare il fuoco dell’immagine sulla
retina grazie al cristallino. Ma,
soprattutto, l’occhio nel suo strato più
interno contiene la retina che è
sensibile alla luce e che matura nei
primi mesi di vita del bambino.

30. La retina è costituita da tre principali
strati: i fotorecettori, le cellule di
connessione (amacrine e orizzontali) e
le cellule gangliari, i cui assoni
costituiscono il nervo ottico che si
sviluppa molto presto.

32. I fotorecettori (coni e bastoncelli)
reagiscono alla luce trasformando
l’energia luminosa in un segnale
elettrico che si propaga attraverso le
cellule di connessione e giunge alle
cellule gangliari.

34. L’attività elettrica delle cellule
gangliari si propaga attraverso la via
visiva primaria, per arrivare al Nucleo
Genicolato Laterale, ed infine alla
Corteccia visiva primaria (area 17)
dove il segnale viene analizzato rispetto
alle caratteristiche di orientamento e
direzione dello stimolo.

36. Il colore e la profondità (neuroni
attivati da stimoli provenienti da
entrambi gli occhi) vengono
elaborati in altre aree visive chiamate
area 18 e 19.

37. In base ai concetti espressi in questa
breve lezione sui meccanismi
percettivi, si può concludere che
l’apprendimento e la base
neuroanatomica cerebrale lavorano
insieme. Questo vale per la percezione,
ma anche per l’attenzione, la memoria,
le immagini mentali, il linguaggio.

38. La natura quindi fornisce il “substrato”,
mentre l’apprendimento attiva il
“substrato” che altrimenti rimarrebbe
silente. Proviamo a fare un esempio
pratico riguardante la percezione della
tridimensionalità. I risultati di alcuni
esperimenti di percezione visiva
suggeriscono che i neonati non
percepiscono chiaramente la
profondità.

39. Solo verso la fine del secondo mese, i
bambini sono capaci di far convergere
entrambi gli occhi sullo stesso punto
riuscendo a percepire la profondità.
Uno dei più famosi esperimenti per
sottoporre a verifica tale capacità
percettiva e quello del precipizio visivo
(visual cliff).

40. Gibson e Walk idearono delle
apparecchiature speciali per simulare la
profondità. I bambini di circa 6 mesi o
più si rifiutavano di attraversare
strisciando la superficie che simulava il
precipizio. I bambini più piccoli davano
evidenti segni d’angoscia, rivelati dalle
variazioni del ritmo cardiaco, quando
venivano posti dalla parte del
precipizio.

42. Ma cosa succede alla capacità di
percepire la terza dimensione se il
bambino soffre di forte strabismo?
Questo discorso si collega anche ai
risultati degli esperimenti di
neurofisiologia riguardanti la
deprivazione monoculare negli animali
di cui abbiamo fatto cenno in
precedenza.

43. Nel caso di forte strabismo, alcuni
lavori hanno evidenziato che, se lo
strabismo non viene corretto in maniera
adeguata prima dei 4-5 anni di età, il
bambino perde la capacità di percepire
bene la profondità. Ciò si verifica
poiché i neuroni corticali, che vengono
attivati da stimoli provenienti da
entrambi gli occhi, non hanno
sviluppato le corrette sinapsi.

44. In conclusione, per vedere il mondo è
necessario possedere un bagaglio di
strutture neuronali che però devono
essere attivate in maniera corretta entro
un periodo “critico” che può variare di
alcuni mesi o anni.

45. L’ATTENZIONE

46. Anche il processo cognitivo chiamato
attenzione è molto importante per
l’apprendimento. Nella vita di tutti i
giorni, i bambini sono sempre più
bombardati da migliaia di stimoli
diversi. E’ importante per loro saper
dirigere le risorse psichiche in maniera
selettiva verso alcuni stimoli e
trascurarne altri.

47. Dobbiamo distinguere fra orientamento
volontario e automatico del processo
attentivo. Nel primo caso, il bambino
dirige l’attenzione verso un determinato
bersaglio in maniera consapevole. Nel
secondo caso, l’orientamento non può
essere interrotto e non è soggetto ad
interferenza da parte di un altro
compito secondario.

48. E’ noto che le persone fanno fatica a
svolgere due compiti parallelamente e
ciò a causa di un fenomeno chiamato
interferenza.
Si parla d’interferenza strutturale
quando i due compiti da eseguire
contemporaneamente condividono il
medesimo meccanismo.

49. Per esempio un bambino fa molta fatica
a seguire la lezione dell’insegnante,
parlando contemporaneamente con il
compagno di banco. I due compiti
coinvolgono in maniera equivalente
l’apparato acustico, e le aree cerebrali
coinvolte nella produzione e nella
comprensione del linguaggio.

50. Anche il processo attentivo richiede un
substrato neurale specifico come nel
caso della percezione. Sembra che
l’attenzione sia una proprietà delle
interazioni fra molte aree e nuclei.

51. Mentre alcuni disturbi visivi, quali lo
strabismo, possono essere segnalati
rapidamente dai genitori e dagli
insegnanti, i disturbi della sfera
attentiva sono più complessi da
diagnosticare e, soprattutto, da trattare.

52. Molti bambini presentano sintomi quali
l’irrequietezza, l’incapacità di stare
fermi in un posto, l’incapacità di
svolgere a lungo la medesima attività,
una loquacità eccessiva. Questi aspetti
comportamentali spesso sono collegati
a disturbi dell’apprendimento. Molti
psicologi parlano di disturbo da deficit
di attenzione (Ddai).

53. Disturbo da deficit di attenzione
(Ddai)
-Com pie errorididistrazione
-N on sa stare attento a lungo
-N on ascolta chigliparla
-N on segue le istruzioni
-N on siorganizza neicom piti
-Rifugge dall"im pegno eccessivo
-Perde le cose
-Silascia distrarre da stim oliestranei
-E'sbadato
Ilbam bino:

54. LA MEMORIA

55. Esistono fondamentalmente due tipi di
memoria: la memoria dichiarativa
grazie alla quale ricordiamo i fatti e gli
eventi (date, nomi, facce, luoghi….) e
la memoria procedurale grazie alla
quale ricordiamo i comportamenti e le
abilità (andare in bicicletta, guidare,
stappare una bottiglia….)

56. Numerose ricerche condotte negli
ultimi trent’anni dagli psicologi
cognitivisti e dai neurofisiologi ci
portano a pensare che esistano due
magazzini di memoria dichiarativa:
1-la memoria a breve termine o
memoria di lavoro
2-la memoria a lungo termine

57. I modelli che spiegano i meccanismi
mnestici sono numerosi, tuttavia i più
noti in letteratura sono:
il modello multiprocesso (Atkinson e
Shiffrin)
il modello della memoria di lavoro
(Baddeley)

58. Il modello multiprocesso, descritto
come un diagramma di flusso, sostiene
che la memoria sia divisa in tre
magazzini principali:
1-il registro sensoriale
2-la memoria a breve termine
3-la memoria a lungo termine

59. Il modello multiprocesso, proposto
da Atkinson e Shiffrin a partire dal
1968 e rivisto numerose volte,
implica che l'informazione
sensoriale sia conservata, per un
periodo di tempo molto breve (250
ms), in un magazzino di memoria
sensoriale specifico a seconda del
tipo di informazione (eco o icona).

60. L’informazione viene trasferita dal
registro sensoriale al magazzino di
memoria a breve termine, dove può
essere ricodificata e mantenuta grazie
alla reiterazione vocalica o subvocalica.
Solo successivamente, una parte delle
informazioni rielaborate dalla memoria
a breve termine raggiunge la memoria a
lungo termine, dove può permanere più
a lungo, anche per tutta la vita.

61. Il modello proposto da Baddeley e
Hitch (1974) integra il concetto di
memoria a breve termine con quello
di “memoria di lavoro”.

62. La memoria di lavoro è un sistema per
il mantenimento temporaneo e per la
manipolazione dell'informazione
durante l'esecuzione di differenti
compiti cognitivi.

63. Tale sistema sarebbe costituito da:
-un sistema di elaborazione centrale
(SAS o esecutivo centrale) il cui
compito è, similmente all'attenzione,
quello di integrare tra loro le varie
informazioni;

64. -un circuito articolatorio che conserva
l'informazione in forma verbale (loop
articolatorio);
-un taccuino visuo-spaziale che
codifica le informazioni spaziali e
visive (sketch pad).

65. I bambini che presentano un disturbo
non verbale dell’apprendimento spesso
non mostrano problemi vistosi di
percezione visiva. I problemi emergono
quando ciò che è stato percepito deve
essere tenuto in memoria o essere
oggetto di manipolazione (per esempio
immagini mentali visive).

66. La memoria, così come la percezione e
l’attenzione, ha una sua base
neuroanatomica. E’ difficile però
sostenere il concetto che esista una
singola area cerebrale specifica per il
processo mnestico.

67. La memoria, così come la percezione
ha la caratteristica di essere un processo
“costruttivo”: le informazioni più
semplici vengono analizzate
parallelamente da molteplici aree per
dare luogo ad un ricordo complesso.

68. Le informazioni specifiche: colori,
odori, emozioni, forme, direzione del
movimento, suoni….vengono
analizzate da alcune zone del cervello
(aree primarie, secondarie, terziarie
corticali) e poi vengono “ricostruite”
dalle cortecce associative.

69. Le ricerche attraverso l’uso della
tomografia ad emissione di positroni
(PET) che analizza il flusso ematico
cerebrale, hanno messo in luce che,
durante un compito di memoria di
lavoro, c’è una significativa attivazione
della corteccia prefrontale laterale
dell’emisfero destro.

70. L’apprendimento è, in ultima istanza,
formazione di nuovi collegamenti e
circuiti cerebrali. Il cervello è
estremamente plastico, specialmente in
età evolutiva, e la nascita di nuovi
collegamenti avviene attraverso la
formazione di sinapsi fra neurone e
neurone.

71. La formazione di nuove sinapsi
dipende da un processo chiamato
“potenziamento a lungo termine” e
dalla produzione finale di nuove
proteine.

73. La creazione di nuovi ricordi dura quasi
tutta la vita. Tuttavia i bambini
presentano rispetto agli adulti un
cervello più plastico, capace di
accumulare e connettere informazioni
di ogni genere. In caso di malattia o
trauma, alcune funzioni cognitive
localizzate in certe aree danneggiate
possono venire sostituite da altre aree.

74. IL LINGUAGGIO

75. Anche il linguaggio come gli altri
processi cognitivi possiede una sua
base neuroanatomica: l’area di Broca e
di Wernicke situate nell’emisfero
sinistro.

77. Tappe dello sviluppo linguistico
• 0.25 Il bambino dà segni di risposta ai suoni
• 1,25 Sorride in risposta alla stimolazione
• 1,6 Emette suoni gutturali e lunghi suoni di tipo
vocalico
• 4 Si gira verso chi parla; emette borbottii e gorgoglii
• 5 Si gira verso una campanella che suona
• 6 Emette lallazioni (da-da-da; ma-ma-ma)
• 7 Guarda lateralmente per cercare una campanella
che suona
• 8 Dice “papà” e “mamma” indiscriminatamente

78. • 9 Fa giochi gestuali come il gioco del “cucù”;
guarda direttamente una campanella che suona;
comprende la parola “no”
• 11 Usa “papà” e “mamma” come nomi; risponde a
comandi semplici e a gesti che indicano un’azione;
pronunzia la prima parola
• 12 Emette frasi inintelleggibili senza usare parole
esistenti; pronunzia la seconda parola
• 13 Pronunzia la terza parola
• 14 Risponde a comandi semplici non accompagnati
da un gesto
• 15 Pronunzia dalla 4 alle 6 parole

79. • 17 Emette frasi inintelleggibili contenenti parole
reali; sa indicare fino a 5 parti del corpo; pronunzia
dalle 7 alle 20 parole
• 19 Forma combinazioni di due parole
• 21 Forma frasi di 2 parole; ha un vocabolario di 50
parole
• 24 Usa pronomi (io, tu) indiscriminatamente.
Utilizzo del linguaggio olofrastico.
• 30 Usa pronomi (io, tu) in modo appropriato
• 36 Usa tutti i pronomi in modo appropriato; ha un
vocabolario di 250 parole; usa i plurali; forma frasi
di 3 parole

80. Verso la metà del secondo anno il
linguaggio olofrastico (cioè quel tipo di
linguaggio per cui le parole singole
vengono usate per comunicare idee
complesse) comincia ad essere
sostituito dal linguaggio telegrafico con
frasi di due o tre parole.

81. Una volta in grado di padroneggiare gli
enunciati a due/tre parole, i bambini
sviluppano rapidamente
l’apprendimento della sintassi della
lingua e le regole della conversazione.

82. Alcuni bambini, già nei primi anni di
vita, manifestano difficoltà nell’uso e
nella comprensione del linguaggio. Se
tali difficoltà non sono associate a
fattori più generali (es handicap), si può
parlare di disturbi specifici del
linguaggio.

83. Vi sono disturbi :
1-fonologici quando il bambino incontra
difficoltà ad analizzare i suoni linguistici;
2-morfo-sintattici quando il bambino fa
fatica a riconoscere le forme che una parola
può assumere in relazione alla frase;
3-semantico-lessicali quando il bambino
non coglie il significato delle parole.

84. CONCLUSIONI

85. In conclusione desideriamo ribadire ciò
che abbiamo detto all’inizio di questa
presentazione. L’apprendimento è un
fenomeno complicato che dipende dalla
struttura cerebrale che il bambino
possiede fin dalla nascita e
dall’interazione di questa con
l’esperienza.

86. Questa struttura, che è la base di tutti i
processi cognitivi, si sviluppa entro
periodi critici. L’apprendimento è un
processo di complessa interazione fra
tale struttura cerebrale e tutte le
esperienze vissute dal bambino.

87. BIBLIOGRAFIA
ESSENZIALE:

88. Sezione Percezione:
Capitolo 9 “L’occhio” e Cap. 10 “Il sistema visivo centrale”
in Bear, Connors, Paradiso: Neuroscienze. Esplorando il Cervello.
Masson, Milano, Parigi, Barcellona, 2000
Capitolo 29 “Le vie visive centrali”
in Kandel, Schwartz, Jessel: Principi di Neuroscienze. Ambrosiana,
Milano, 1998
Capitolo 2 “La sensazione e la percezione”
in Anolli, Legrenzi: Psicologia generale. Il Mulino, Bologna, 2003.
Goldstein: Sensation and Perception. Wadsworth Publishing Company,
Belmont, California, 1989.

89. Sezione Attenzione:
Capitolo 3 “La coscienza e l’attenzione”
in Anolli, Legrenzi: Psicologia generale. Il Mulino, Bologna, 2003
Capitolo 21 “Il linguaggio e l’attenzione”
in Bear, Connors, Paradiso: Neuroscienze. Esplorando il Cervello.
Masson, Milano, Parigi, Barcellona, 2000
Capitolo 7 “I disturbi di attenzione e di iperattività.
in Cornoldi: Le difficoltà di apprendimento a scuola. Il Mulino, Bologna,
1999.

90. Sezione Memoria:
Capitolo 4 “Apprendimento, memoria e immaginazione”
in Anolli, Legrenzi: Psicologia generale. Il Mulino, Bologna, 2003
Capitolo 6 “I disturbi non-verbali dell’apprendimento.
in Cornoldi: Le difficoltà di apprendimento a scuola. Il Mulino, Bologna,
1999.
Capitolo 19 “I sistemi di memoria”
in Bear, Connors, Paradiso: Neuroscienze. Esplorando il Cervello.
Masson, Milano, Parigi, Barcellona, 2000.
Brandimonte: Memoria, Immagini, Rappresentazioni. La Nuova Italia
Scientifica, 1997.
.

91. Sezione Linguaggio:
Capitolo 8 “Il linguaggio e la comunicazione”
in Darley, Glucksberg, Kinchla: Fondamenti di Psicologia. Il Mulino,
Bologna, 1998.
Capitolo 3 “Le dislessie (paragrafo II Prima della scuola elementare: dal
disturbo del linguaggio orale al disturbo del linguaggio scritto).
in Cornoldi: Le difficoltà di apprendimento a scuola. Il Mulino, Bologna,
1999.
Capitolo 4 “Il linguaggio”
in Fontana Manuale di psicologia per insegnanti. Erickson, Trento,
1996.