Reprezentarea și organizarea cunoștințelor

Conspect al capitolului 7 din ”Psihologie cognitivă” de Mircea Miclea.

Modelări simbolice ale bazei de cunoștințe 

Codarea semantică a cunoștințelor – dovezi experimentale 

În cadrul unui studiu, participanții vizualizau o imagine cu o scenă, precum o clasă. Apoi aceștia vedeau alte imagini, una modificată la nivel imagistic, una modificată la nivel al sensului și imaginea inițială. Ei trebuiau să decidă ce imagine au vizualizat prima dată. Rezultatele arată că semantica unei imagini are impact mai puternic asupra recunoașterii, comparativ cu mutațiile de la nivelul detaliilor imagistice. Astfel, persoanele memorează prima dată semnificația imaginilor și apoi caracteristicile fizice și senzoriale.  

Tendința de a reține pe termen lung semnificațiile, nu dispunerea lor spațială este și mai evidentă în cazul stimulilor verbali. În cadrul unui studiu, participanții primeau perechi de litere succesiv, la intervale variate de timp. Sarcina lor era de a decide dacă a două literă prezentată după intervalul de timp este aceeași cu prima literă din prima pereche. Literele puteau fi identice atât ca semnificație, cât și ca aspect, adică ambele litere erau litere mari sau mici, fie doar ca semnificație.  

Dacă perechile sunt prezentate concomitent, timpul de reacție este mai redus în cazul identității senzorio-semantice decât în cazul identității semantice. Dar dacă se mărește intervalul de timp, diferențele devin nesemnificative. Astfel, componenta senzorială se deteriorează rapid, sistemul cognitiv păstrând doar caracteristicile semantice ale stimulilor.  

Avantajele codării semantice 

Există mai multe avantaje ale reprezentării semantice a cunoștințelor. În primul rând, având un caracter abstract, reprezentarea semantică este mai economicoasă comparativ cu alte tipuri de reprezentări.  

Un alt avantaj este rapiditatea procesării. Aceste reprezentări sunt mai ușor de prelucrat deoarece ocupă un spațiu mental mai redus în memoria de lucru.  

De asemenea, reprezentările semantice impun o sinaxă riguroasă, limitând numărul de combinații posibile. Limitând numărul de combinații posibile, se reduce și probabilitatea interferențelor, prelungindu-se durata retenției.  

Un ultim avantaj reprezintă posibilitatea de a opera asupra posibilului. O reprezentare semantică nu presupune neapărat un referent real.  

Aserțiuni și rețele propoziționale 

Unitatea semantică minimală este aserțiunea, care reprezintă un predicat logic despre un subiect logic. Un exemplu de aserțiune este „Psihologia este o știință”. Propozițiile din limbajul real nu sunt identice, ci aproximează propozițiile logice sau aserțiunile. Aceste aserțiuni, spre deosebire de concepte, pot fi considerate adevărate sau false.  

Aceste aserțiuni pot fi modelate fie utilizând o serie de simboluri matematice, fie printr-o notație bazată pe teoria grafurilor. Avantajul teoriei grafurilor este că se pot exprima și relațiile dintre propoziții, nu doar conținutul lor semantic compact. Orice cunoștință atomară este reprezentată printr-un nod, iar conexiunile dintre ele sunt reprezentate prin săgeți.  

Când sunt activate nodurile rețelei, ele își propagă valoarea de activare de-a lungul rețelei. Ele se pot activa punând întrebări despre relațiile dintre diverse elemente ale rețelei. Dacă activarea de la două noduri se intersectează. Atunci răspunsul este pozitiv.  

Aceste rețele propoziționale pot face predicții testabile. În modalitatea de testare se solicită participanților să învețe un anumit material, pentru care deja există o rețea. După un interval de timp, ei sunt supuși unei probe de asociații libere. Experimentatorul notează timpul de reacție și localizează cuvântul menționat de participant. Atunci când se epuizează toate nodurile din rețea, dacă rețeaua este validă ar trebui ca distanța dintre noduri să coreleze cu timpul de reacție.  

O altă metodă se bazează pe înregistrarea timpului de reacție la întrebări adresate participanților. Întrebările sunt formulate astfel încât să cuprindă noduri aflate la distanțe diferite.  

O validare indirectă se obține prin studii asupra deciziei lexicale. În astfel de studii, participanții primesc șiruri de litere și li se cere să menționeze dacă ele formează un cuvânt cu sens, sau dacă sunt aleatoare. Timpul de reacție necesar este mai scurt dacă formațiunea cu sens a fost precedată de un cuvânt învecinat semantic. Deoarece nodul anterior a fost activat, activarea se propagă la conexiunile din rețea.  

Rețele semantice 

O altă modelare a organizării cunoștințelor este rețeaua semantică. Aceasta exprimă modul de organizare a conținuturilor semantice din domenii de cunoștințe bine structurate. În general, aceste cunoștințe au organizare ierarhică, în funcție de nivelul de generalitate. S 

Rețeaua semantică este formată din noduri și arce. Fiecare nod reprezintă un concept și fiecare arc reprezintă o relație dintre concepte sau dintre ele și proprietățile esențiale adiacente. Rețeaua semantică conține două tipuri de relații – de subordonare și de predicație. Relațiile de subordonare sunt de la concepte cu grad de generalitate mai redus la cele mai generale. Relațiile de predicație au loc de la subiectul logic la caracteristicile sale definitorii.  

Rețeaua are proprietatea de eritabilitate a trăsăturilor. Adică, o trăsătură aferentă unui nod este moștenită de toate nodurile subordonate.  

Modelul rețelelor semantice prezice că timpul de latență necesar pentru a oferi răspunsul la anumite întrebări va fi mai mare. Termenii cuprinși în întrebare activează nodurile corespunzătoare din rețeaua semantică. Aceasta se va propaga în rețea, vectorizată de arcuri. Dacă aceste activări se întâlnesc, răspunsul este pozitiv. Cu cât nodurile sunt mai îndepărtate, cu atât crește timpul de răspuns.  

Cunoștințele cu nuanță afectivă nu se organizează put semantic, ci în jurul unor noduri emoționale.  

Unele studii nu au susținut predicțiile. De exemplu, la întrebarea „vulturul zboară?” timpul de reacție este mai lung decât „vulturul este un prădător?”. Astfel, s-a investigat reprezentativitatea exemplarelor unei categorii. Astfel, arcul de la prototip la concept este mai scurt decât de la un alt exemplar la concept. În consecință, se ponderează relațiile de subordonare în funcție de prototipicalitate. 

Trebuie ponderate și relațiile dintre un subiect logic și atributele sale. Inițial, rețelele semantice se bazau pe principiul economiei stricte – o proprietate era stocată o singură dată în rețea, la nodul aflat cel mai sus ierarhic. Dar studiile arată că timpul de latență este mai scurt la aserțiuni care leagă noduri de proprietăți aflate la niveluri diferite comparativ cu cele de la același nivel ierarhic. Pe lângă ponderarea relațiilor dintre exemplare, ar putea fi ponderate și cele dintre exemplare și proprietățile lor.  

A treia corecție se referă la asimetria asociațiilor. Tăria asociației de la nod la altul sau la o proprietate poate fi diferită dacă sensul este invers. Astfel, între oricare două noduri există relații în ambele direcții, ponderate diferit.  

Scheme cognitive 

Schemele cognitive reprezintă o mulțime organizată de elemente din realitate căreia îi corespunde un bloc organizat de cunoștințe, ireductibil la componentele sale. Schema cognitivă cuprinde o structură generală de cunoștințe, activate simultan, care corespund unei situații din realitate.  

Scheme cognitive sunt blocuri de cunoștințe insecabile și autonome în raport cu alte informații. O schemă cognitivă nu conține doar o mulțime de elemente, ci și relațiile dintre ele. Mai mult, ele sunt relativ autonomie și impermeabile la alte cunoștințe. 

O altă caracteristică a schemelor cognitive este faptul că ele denotă situații complexe. Ele nu descriu proprietățile intrinseci ale unui obiect, ci contextul în care apar anumite elemente și modul în care sunt structurare.  

În plus, schemele sunt structuri generale și abstracte. Ele nu se aplică doar la o situație, ci la un tip de situații asemănătoare. Activarea schemei se poate realiza pe mai multe căi. De exemplu, se poate amorsa prin prezentarea etichetei lingvistice, precum sală de curs. Mai mult, contextul însuși poate activa o structură cognitivă. O altă cale de activare implică atributele situației sau ale stimulilor percepuți la un moment dat. Cel mai adesea, activarea schemei se face prin efectul conjugat al tuturor factorilor. 

În final, schemele sunt modalități de organizare a cunoștințelor declarative. Ele sunt cunoștințe despre fapte sau stări, nu despre anumite proceduri.  

Schemele cognitive au efecte asupra selecției și interpretării informației. Pentru a vedea impactul asupra selecției informației, un studiu a rugat 30 de participanți să aștepte în biroul unuia dintre experimentatori. După 35 de secunde, ei au fost rugați să revină și să descrie camera. Ei au menționat obiecte tipice ale unui birou, precum cărțile, dar care nu existau. Mai mult, ei au eludat elemente care de obicei nu există într-un birou, dar acum existau. 

Un alt studiu a oferit participanților un text care descria o casă. Participanții trebuiau să citească textul fie din perspectiva unui hoț, fie din perspectiva unui cumpărător, fie fără nicio instrucțiune. Rezultatele arată că fiecare a reținut informații relevante pentru situația dată.  

Activarea unor scheme cognitive generează și inferențe despre semnificația unui eveniment. Anumite caracteristici ale textului activează o structură care integrează textul într-o schemă mai generală și îi conferă sens. O serie de informații care nu sunt efectiv prezente sunt inferate și, ulterior, participanții nu mai pot discrimina dacă aceste informații au făcut parte efectiv din text sau au fost deduse din structura cognitivă corespunzătoare.  

Scenariul cognitiv 

Un scenariu este un caz special de schemă cognitivă, particularizat la o mulțime de evenimente organizate serial. Un scenariu este o structură de date care descriu o secvență tipică de evenimente, corespunzătoare unui anumit context. El are un nucleu tare, format din scene relativ invariabile, alături de terminale formate din variabile nespecificate, care iau valori precise în situații particulare.  

În-afară de relațiile de subordonare ierarhică a etapelor dintr-un scenariu, apar și relații de ordonare temporală, unele acțiuni urmând strict altor acțiuni.  

Scenariile sunt rezultatul unei învățări sociale. Menținerea lor este garantată de un set de contingențe, întăriri pozitive sau negative, care acționează asupra actorilor. În general, secvența de acțiuni inclusă este cea mai eficientă pentru a atinge un scop.  

Una din metodele utilizate pentru a studia scenariile cognitive cuprinde sarcina ca participanții să menționeze un anumit număr de evenimente pe care le consideră tipice pentru anumite circumstanțe. Evenimentele menționate de majoritatea dintre ei reprezintă macroacțiunile. Grupând celelalte acțiuni pe mai multe tranșe se stabilesc substructurile scenariului.  

De exemplu, studiindu-se scenariul mersului la restaurant, 73% dintre participanți au menționat intrarea, așezarea la masă, consultarea meniului, comanda, plata și ieșirea. 48% dintre ei au menționat discutarea meniului cu chelnerul, comandarea unei băuturi sau bacșișul. 25% dintre ei au menționat evenimente precum terminarea felului intâi, băutul de apă minerală și ridicarea hainelor de la garderobă. Pe baza acestor răspunsuri se pot stabili macroacțiunile, secvențele tipice din fiecare macroacțiune și secvențele mai puțin tipice.  

O altă metodă este investigarea efectului lor asupra reamintirii unei povești. Participanților li se prezintă o povestire din care lipsesc acțiuni tipice și li se cere să o repovestească. Rezultatele arată că acțiunile tipice dar care nu erau menționate în povestire sunt include, iar acțiunile atipice dar menționate în povestire sunt ignorate.  

Modelarea conexionistă a bazei de cunoștințe 

Modelarea conexionistă a cunoștințelor se realizează prin rețele interactive. Rețeaua are atât unități vizibile, cât și unități ascunde, care pot fi accesate doar prin intermediul celor vizibile. Fiecare nod al rețelei conține câte un item de informație. Unitățile rețelei codează fiecare informație printr-o valoare de activare. Nodurile rețelei sunt formate din diverse valori de activare, nu de concepte. Astfel, ele nu au o semantică proprie și sunt semiopace.  

Activând un nod al rețelei, adică un item, prin intermediul unor unități ascunse se vor activa alte noduri. Itemii care sunt activați nu sunt selectați întâmplător, ci pe baza conexiunilor sau asocierilor lor anterioare și în funcție de tăria acestor asocieri.  

Cunoștințele care devin mai activate variază în funcție de sarcina cu care se confruntă persoana sau nivelul său motivațional. De asemenea, interferența este mai mare între cunoștințele sau itemii de același fel. Această modelare are și plauzibilitate neuronală.