Ciências da Linguagem e da Cognição

Transcrição

1 Ciências da Linguagem e da Cognição Percepção Processamento de Informação visual Agnosias visuais Consciência visual As apresentações power-point resultam de contribuições de:! António Branco! Helder Coelho! Luis Antunes! João Balsa 1

2 Percepção " Será a nossa percepção realmente contínua como parece, ou está dividida em parcelas de tempo, discretas, semelhantes às películas de um filme? Christof Koch, Scientific American

3 Globo ocular " Retina! conversão de energia luminosa em eléctrica! células foto-receptoras: cones e bastonetes 3

4 Globo ocular " Cones! 3 milhões! concentrados na fóvea! Maior resolução e sensibilidade à côr! Assegura visão diurna! Fixar o olhar: assegura projecção na fóvea " Bastonetes! 100 milhões! distribuídos pela retina! Menor resolução mas maior sensibilidade à variação de intensidade luminosa e movimento! Asseguram visão nocturna Anderson, p.39; Habib, p.130 4

5 Hierarquia conectiva " Contra-lateralidade! ambos os olhos enviam informação para ambos os hemisférios! informação do campo visual esq. segue para o hemisf. dir. (e vice-versa) " Hierarquia! Globo ocular: (nervo óptico: feixe de axónios)! Núcleos sub-corticais! Córtex " Corpos geniculados externos! contribui distinção de pormenores e objectos " Tubérculos quadrigémeos anteriores (tálamo) (superior colliculus)! contribui distinção de localização de objectos no espaço Habib, p.129; Anderson, p.40 5

6 Circuitos do "quê" e "onde" " Experiências de Mishkin " Fase 1:! Macacos treinados para discriminar objectos; para localizar objecto " Fase 2: lesões diferenciadas em dois grupos! córtex inferior temporal! córtex superior parietal " Observação de défices diferentes! córtex inferior temporal: incapacidade de discriminação de objectos! córtex superior parietal: incapacidade de localização " Temporal Inferior: "quê " Parietal Superior: "onde 6 Habib, p.148,149

7 Discriminação visual " Retina! cones/bastonetes; bipolares; ganglionares " Gânglios! campo receptor circular, até 2 mm na zona de menor acuidade da retina! duas zonas concêntricas! operam primeira triagem dos estímulos visuais, de nível muito básico " Células on / off! gânglios tem frequência de disparo espontânea! células "on-off": zona central - excitadora; zona periférica - inibidora (vice versa na células "off-on")! operam alguma discretização Habib, p.134; 135 7

8 Codificação de informação visual " Contraste! Processamento de informação visual: identificação cumulativa de contrastes. " Nível seguinte, nível cortical:! Células detectoras de barras " importa a localização (no centro), a largura, e a direcção! Células detectoras de bordos! msec para os impulsos nervosos viajarem da retina até ao córtex cerebral. Anderson, p.43 8

9 Hiper-colunas e Mapas de características " Hiper-colunas! "paralelipípedos" de córtex visual! 2 mm 2 face externa! 2 blocos de cada olho para a mesma zona do campo visual! Cada bloco: sequência de células (50microns) detectoras de direcção: " sucessão geomética de +/- 10 graus! Cada bloco: células "cavilha" para processar a côr " Mapas de características! forma, côr, direcção do movimento são processados subsequentemente em áreas associativas diferentes e específicas Habib, p.141 9

10 Profundidade e 3D " Indícios binoculares " Convergência binocular! longe: nervos interiores distendem-se " disparidade binocular (estereopsia)! longe: menor disparidade entre vistas dos dois olhos Sternberg, p

11 Profundidade e 3D " Indícios monoculares " Gradiente de textura! longe: elementos mais compactados " Paralaxe do movimento! longe: elementos em movimento, a sua imagem move-se mais lenta na retina Chang, p

12 Info visual vs. Reconhecimento de objectos 12

13 Info visual vs. Reconhecimento de objectos " Patologias são evidência empírica! Vários níveis consecutivos de processamento e integração da informação visual numa experiência perceptiva " Processamento de informação visual # identificar elementos visuais básicos " Reconhecimento de padrões e objectos " Mais evidência (não patológica)! Imagens "difíceis" de processar Anderson, p38 13

14 Agnosias visuais " Agnosia perceptiva! Benson & Greenberg, 1969: Soldado: Lesão do cérebro por inalação de monóxido de carbono! Capaz: " de reconhecer (por tacto, cheiro, som) os objectos; " de discriminar cores, intensidade luminosa e " Perceber direcção do movimento de um objecto! Incapaz: " identificar objectos vistos; " distinguir ou desenhar objectos simples: um quadrado de um círculo Anderson, p37 14

15 Agnosias visuais " Agnosia associativa! Ratcliff & Newcombe, 1982! Capaz:... também de reconhecer formas simples e copiar desenho de objectos! Incapaz: identificar o objecto desenhado Anderson, p37 15

16 Info visual vs. Reconhecimento de objectos " Agnosias das cores! Perda da visão colorida numa parte do campo visual / lesões área córtex occipital abaixo do rego calcarino " Síndrome de Balint! perturbação da capacidade de localizar um alvo que entre no campo visual / lesões em áreas do córtex parietal 16

17 Processamento Inteligente Humano 17

18 TESES DE DAVID MARR (1979) " Tese1: Os níveis superiores da hierarquia de abstracção devem suportar o fluxo de informação em ambas as direcções. " Tese2: Deve existir uma maior interacção entre as representações de baixo nível (do tipo imagens) e as de alto nível (do tipo simbólico). (Confirmação biológica por Hubel e Wiesel,1980, das duas teses da Visão Computacional dão prémio Nobel em 1982). 18

19 Percepção Visual (2005) " Porquê as imagens (de filmes) parecem as mesmas quando olhadas a partir de ângulos diferentes? " Se o cérebro processasse as imagens do mesmo modo que o faz com os objectos reais, não deveríamos ver as coisas nas imagens a mudarem e ficarem distorcidas para todas os locais de uma sala de cinema donde são olhadas? " O sistema visual humano corrige automaticamente tais distorções, mas até agora não tinha sido possível explicar como tal era feito. " Usando uma série de experiências psicofísicas, Banks, Girshick e Vishwanath mostraram que o sistema visual ajusta-se ao ponto de vista. De facto, o cérebro faz pequenos ajustes às imagens que os olhos recebem. 19

20 Percepção Visual " A percepção visual das imagens projectadas é um factor chave na tomada de decisão humana. " A compreensão do modo como os seres humanos vêm e percebem as imagens fornecerá uma melhor explicação sobre os modos como as pessoas respondem bem a certas imagens e mal a outras. " Estes conhecimentos vão ter repercussões no projecto de melhores dispositivos para visualizar filmes a 3D e para criar imagens de computação gráfica mais realistas. E, também para se entender como os olhos e o cérebro trabalham, o que terá aplicação em medicina e psicologia. 20

21 Questões " Será que o cinema, a televisão e os jogos de vídeo têm um efeito subliminar nos espectadores? " Até que ponto os sinais visuais nos podem fazem mal ao ponto de nos levarem a certos comportamentos perigosos? " Será a percepção subconsciente a raíz do mal? 21

22 Reconhecimento Facial " Com que tipos de conhecimento nasce um bebé? " Os bebés (de macacos e humanos) até 6 meses de idade são capazes de distinguir as faces de alguém dos outros seres que já conheciam. " Os bebés aprendem a reconhecer uma nova cara através de um processo que troca percepções em largura com as em profundidade. O mesmo ocorre com os sons da voz. " O conhecimento inato sobre as caras muda ao longo do tempo devido às experiências visuais. Estas aptidões desenvolvem-se em conjunto graças a um único aparelho de sintonização. Os bebés aprendem a reconhecer a cara e a voz da mãe com 2 meses! 22

23 Percepção Subconsciente " Estudos recentes (2005) sugerem que o cérebro parece uma grande e poderosa máquina de simulação. " Usando os vários caminhos da percepção, à nossa disposição, criamos uma imagem mental do nosso ambiente, mas nem todos os meios de aquisição de dados do cérebro ocorrem conscientemente. " Investigações mostraram que a maioria dos dados visuais a que estamos expostos escorregam por nós sem serem registados, embora continuem a estar na rede de processamento do cérebro. " Questão: Será que o fluxo incessante de dados que entra nas vias neuronais do cérebro terá algum efeito no nosso comportamento? 23

24 Percepção Subconsciente 24

25 Construção da Visão " A visão começa com a formação de uma imagem na parte de detrás do olho, a qual estimula um fluxo de impulsos nervosos em direcção ao córtex visual, onde os sinais são depois interpretados. " No estudo da influência de uma imagem invisível sobre a visão consciente, feito por Colin Clifford e Justin Harris da Universidade de Sydney, mascararam uma imagem que podia ser percebida pelo cérebro, mas não detectada conscientemente. " Mostraram que a imagem invisível recebida por um olho podia influenciar o aparecimento de uma imagem no outro olho: os sinais de uma imagem invisível podem viajar no cérebro pelo menos até ao ponto onde os sinais dos dois olhos são processados. 25

26 Construção da Visão " Para atingirem aquele ponto, os sinais de cada olho podem ser dirigidos do meio do cérebro até ao lobo ocipital, na parte detrás da cabeça. " O lobo ocipital é, desde há muito, conhecido como o sítio especializado do processamento visual, e muitos cientistas acreditam que é também o lugar da consciência visual. " Os estudos de Clifford e Harris põem em causa esta crença, mostrando que a actividade do lobo ocipital pode ocorrer na ausência da consciência visual da percepção. " O clima de terror é um exemplo de os nossos cérebros serem inundados com imagens dos media, muitas das quais podem chegar às vias neuronais subconscientes e afectar as nossas emoções e comportamentos. 26

27 Papel da Consciência " Será que a consciência é o dispositivo capaz de nos impedir de entrar em histeria quando há uma ameaça forte à sociedade? " Será que é ela também que nos mantem a cabeça fria durante as situações de stress? Todavia, esta aptidão não é usada frequentemente pelas populações! " Quando a sociedade enfrenta um ataque (Setembro 11), o pensamento consciente parece capitular perante um conjunto de comportamentos instintivos primários. E, a sociedade, outrora tolerante, cai numa espécie de paranóia tribal capaz de trocar as liberdades ganhas com esforço e os códigos morais por maior segurança. 27

28 Percepção Subconsciente " Será a percepção subconsciente a raíz do mal?! De facto, os comportamentos relacionados com a percepção das ameaças podem ser construídos como sobre-reacções emotivas, onde as respostas emocionais instintivas dominam a razão. " Walter Freeman, da Universidade de Berkeley, afirma que a emoção e o pensamento racional, em resposta a estímulos externos, não são facilmente separados, e que existem como uma parte intrínseca da espécie humana. " Eles determinam o comportamento de um indivíduo em face de uma escolha crítica ou de um evento traumático. 28

29 Percepção Subconsciente " A emoção é uma resposta a um conjunto de circunstâncias, que se relacionam com as experiências passadas e específicas de um indivíduo particular. " Num nível mais complexo, as emoções são experiências, que acompanham acções emergentes associadas com ganhos ou perdas futuras. " Por outro lado, a consciência não gera a emoção, e tem mais a ver com o seu controle. " As emoções são importantes pois fornecem um suporte comunicativo e catártico, e deste modo permitem a expressão dos sentimentos. " A consciência dá a oportunidade de pôr as emoções negativas de lado. 29

30 Meditação: atenção vs. consciência " Estudos de Olivia Carter e Jack Pettigrew da Universidade de Queensland sobre a meditação budista revelaram que os estados mentais, e os seus mecanismos neuronais subjacentes, têm uma grande influência na experiência visual consciente. " A meditação influencia a rivalidade perceptual, entre a atenção e a consciência, que surge quando imagens diferentes são apresentadas a cada olho. " Dá-se então uma flutuação (durante alguns segundos) na imagem dominante que é conscientemente percebida. " Embora estes eventos neuronais não estejam ainda completamente compreendidos pensa-se que eles envolvem os mecanismos 30 cerebrais que regulam a atenção e a percepção consciente.

31 Meditação de Um Ponto " Trabalhos anteriores tinham sugerido que a meditação podia alterar certos aspectos da actividade neuronal do cérebro, embora o significado destas alterações, no que respeita a compreensão da função cerebral, permaneça confusa. " Para compreender como a percepção visual é regulada no cérebro investigou-se até que ponto certos tipos da prática de meditação podem influenciar a experiência consciente da rivalidade perceptual visual. " Os resultados mais surpreendentes surgiram com monges budistas capazes de manterem o foco de atenção num único objecto ou pensamento, enfoque que conduz à estabilidade e clareza da mente. 31

32 Na fronteira das neurociências " A meditação é acompanhada por uma forte actividade de ondas gama cerebrais (frequência de 40 ciclos por segundo), indicadora de pensamento concentrado. " As ondas gama são normalmente fracas nos electroencefalogramas (EEG), mas nos casos de meditação ficam muito fortes. " Além disso, as oscilações de diversas partes do córtex ficam sincronizadas, um fenómeno que ocorre algumas vezes em pacientes sob anestesia. " Durante a meditação, muitas partes do cérebro ficam activas, em particular o lobo pré-frontal esquerdo responsável pelas emoções positivas. 32

33 Meditação de Um Ponto " Os monges que praticam a meditação de um ponto conseguem maiores durações da dominação perceptual, o que sugere que os processos associados com este tipo de meditação (envolvendo a capacidade de estabilizar a mente) contribuem para o prolongamento do controle perceptual. " Ou seja, a rivalidade perceptual pode ser modulada por influências neuronais descendentes de alto nível. " Estes resultados sugerem que é possível manter o enfoque e o controle durante estádios emocionais graves (paranóia induzida pelo medo, xenofobia). O que não impede de ser aconselhável desligar a TV! 33