L’approccio evolutivo alle emozioniboccignone.di.unimi.it/CompAff2015_files/LezMCA... · signiﬁcativi cambiamenti negli organismi viventi • 4. Selezione naturale: concetto introdotto

L’approccio evolutivo alle emozioni

Corso di Modelli di Computazione Affettiva

Prof. Giuseppe Boccignone

Dipartimento di InformaticaUniversità di Milano

[email protected]@unimi.it

http://boccignone.di.unimi.it/CompAff2015.html

L’approccio evolutivo //Darwin

• L’origine dell’uomo (1871): Charles Darwin aveva accumulato una grande quantità di materiali sulle emozioni e la loro espressione, che diverrà la base di un altro libro

• L’espressione delle emozioni negli animali e nell’uomo (1872):

• grande successo immediato, tanto da vendere più di 5000 copie in poco tempo

• Tesi: molte delle espressioni emozionali sono universali, in quanto « i giovani e gli anziani di razze molto differenti, sia nell’uomo che negli animali, esprimono lo stesso stato mentale con gli stessi movimenti »


• Innovativo per il suo contenuto, ma anche per il metodo e la forma.

• 1. le emozioni sono presentate come eventi che si producono spontaneamente nel soggetto che le prova e che successivamente si manifestano esternalmente nel corpo (espressioni facciali, grida, gesti) o comunicate socialmente con altri mezzi

• determinate dall’evoluzione per selezione naturale e la loro espressione di natura fisiologica (teoria fisiologica-evolutiva delle emozioni)

• 2. utilizza le risposte ad un questionario inviato nel 1867, centinaio di fotografie di attori, bambini, animali e malati mentali, e le proprie osservazioni sui suoi bambini e su sé stesso (moderna psicologia comparata)


• L’espressione delle emozioni e` frutto dell’evoluzione

• Le espressioni emotive originano da comportamenti che indicano l’azione che l’animale sta per compiere

• L’espressione delle emozioni ha una forte valenza comunicativa

• Principio dei “serviceable habits”

• Principio dell’antitesi

• L’approccio evolutivo è un modo di pensare la psicologia delle emozioni

• Definizione evolutiva: Le emozioni sono risposte adattative, predisposte biologicamente, a situazioni ed eventi importanti per il benessere dell’organismo nella sua storia evolutiva

• Le emozioni hanno delle FUNZIONI

• sono (almeno in parte) UNIVERSALI

L’approccio evolutivo

L’approccio evolutivo //Brevi richiami di teoria dell’evoluzione: Gene

• Evoluzione: il progressivo ed ininterrotto accumularsi di modificazioni successive, fino a manifestare, in un arco di tempo sufficientemente ampio, significativi cambiamenti negli organismi viventi

• 1. Agisce mediante riproduzione di geni: l’unita’ fondamentale per replicare dei caratteri. Tutto quello che avviene nell’evoluzione avviene attraverso i geni

• Gene: l'unità ereditaria fondamentale degli organismi viventi: una sequenza di acidi nucleici (DNA o, più raramente, di RNA) composta da regioni trascritte e regioni regolatorie. La somma delle sequenze geniche codificanti (ovvero gli esoni, anche se esistono esoni non codificanti), insieme a quelle non codificanti (introni), è detta genoma

L’approccio evolutivo //Brevi richiami di teoria dell’evoluzione: dogma

• La maggior parte dei geni codifica per proteine, che sono le macromolecole maggiormente coinvolte nei processi biochimici e metabolici della cellula.

• Altri geni non codificano per proteine, ma producono RNA non codificante, che può in ogni caso giocare un ruolo fondamentale nella biosintesi delle proteine e nell'espressione genicai

• In generale: un gene è l'unione di sequenze genomiche che codificano per un set coerente di prodotti funzionali potenzialmente sovrapponibili

L’approccio evolutivo //Brevi richiami di teoria dell’evoluzione

• Il genotipo di un individuo relativamente ad un gene è il corredo di alleli che egli si trova a possedere.

• allele (o fattore): ogni variante di sequenza di un gene

• In un organismo diploide, in cui sono presenti due copie di ogni cromosoma, il genotipo è dunque costituito da due alleli.

• Due cromosomi omologhi possiedono gli stessi geni, ma diverse forme alleliche. Ad esempio, ognuno dei due possiede il gene che controlla il colore del bocciolo, ma non necessariamente gli alleli determineranno lo stesso colore.

• Questa capacità degli alleli di controllare un carattere fenotipico è detta allelomorfismo.

L’approccio evolutivo //Brevi richiami di teoria dell’evoluzione: il gene


• 2. Agisce mediante mutazione di geni: ogni modificazione stabile ed ereditabile nella sequenza nucleotidica di un genoma o più generalmente di materiale genetico (sia DNA che RNA) dovuta ad agenti esterni o al caso

• Una mutazione modifica quindi il genotipo di un individuo e può eventualmente modificarne il fenotipo a seconda delle sue caratteristiche e delle interazioni con l'ambiente.

• Le mutazioni determinano la variabilità genetica, ovvero la condizione per cui gli organismi differiscono tra loro per uno o più caratteri


• 3. Su questa variabilità, tramite ricombinazione di geni, opera la selezione naturale: la ricombinazione più diffusa è quella che avviene nel corso della meiosi e che dà luogo quindi a gameti con genotipi ricombinati; il compiersi di questi processi è il motivo per cui la progenie differisce sempre dai genitori

L’approccio evolutivo //Brevi richiami di teoria dell’evoluzione: il gene


• 4. Selezione naturale: concetto introdotto da Charles Darwin nel 1859 nel libro L'origine delle specie, è il meccanismo con cui avviene l'evoluzione delle specie e secondo cui, nell'ambito della diversità genetica delle popolazioni, si ha un progressivo (e cumulativo) aumento della frequenza degli individui con caratteristiche ottimali (fitness) per l'ambiente di vita:

• ll principio della variazione: tra gli individui di una popolazione esiste una variabilità dei caratteri;

• il principio dell’adattamento: alcuni individui (i "più adatti" all'ambiente) presentano caratteri che offrono un vantaggio di sopravvivenza e di riproduzione e, di conseguenza, i loro tratti fenotipici diventano prevalenti nella popolazione;

• il principio dell’ereditarietà: localizza nei geni l'origine della variabilità delle caratteristiche fenotipiche trasmissibili ai discendenti per mezzo della riproduzione.

L’approccio evolutivo //Brevi richiami di teoria dell’evoluzione: selezione


• 4. Selezione naturale: concetto introdotto da Charles Darwin nel 1859 nel libro L'origine delle specie, è il meccanismo con cui avviene l'evoluzione delle specie e secondo cui, nell'ambito della diversità genetica delle popolazioni, si ha un progressivo (e cumulativo) aumento della frequenza degli individui con caratteristiche ottimali (fitness) per l'ambiente di vita:


fenotipo medio è favorito rispetto agli estremi

fenotipo estremi favoriti rispetto al medio (nicchie, speciazioni)

un genotipo ha una fitness più elevata rispetto agli altri : la frequenza del fenotipo corrispondente tenderà ad aumentare

• Pressioni selettive:

• ecologiche

• sessuali: il processo attraverso il quale un individuo acquisisce vantaggio rispetto ad un altro dello stesso sesso, grazie alla sua capacità di accoppiarsi con un maggior numero di partner e, di conseguenza, di avere un maggior numero di discendenti

• intrasessuale

• intersessuale: scelta del partner

• di gruppo o sociali: agiscono sulla competizione tra gruppi e non su quella tra individui e, di conseguenza, si osserverebbe una diminuzione della fitness individuale per la sopravvivenza del gruppo (insetti sociali)

• alcuni individui, in determinate circostanze, possono sacrificare la loro riproduzione per offrire un vantaggio al gruppo a cui appartengono



• 5. Adattamento: insieme delle caratteristiche, sia strutturali sia comportamentali, che sono state favorite dalla selezione naturale perché aumentano le possibilità di sopravvivenza e di riproduzione di un organismo nel suo habitat naturale

• è la conseguenza dei cambiamenti del pool genico che avvengono all’interno delle popolazioni in seguito alle pressioni selettive dell’ambiente, che favoriscono individui con fitness più elevata

• esempio tipico è il mimetismo criptico, con il quale il colore e la forma di alcuni animali si adatta perfettamente all’ambiente in cui vivono, proteggendoli dai predatori.

• più complicato: l’evoluzione di un organo complesso, ad esempio l’occhio dei vertebrati

L’approccio evolutivo //Brevi richiami di teoria dell’evoluzione: conseguenze


• 6. Exattamento: un carattere evoluto per una particolare funzione ne assume una nuova, indipendente dalla primitiva

• esempio 1: le piume degli uccelli, evolute dai dinosauri presumibilmente per scopi di isolamento termico e poi rivelatesi utilissime per il volo

• esempio 2: il primitivo polmone che si é evoluto dalla vescica natatoria dei pesci

• esempio 3: espressioni facciali

L’approccio evolutivo //Brevi richiami di teoria dell’evoluzione: conseguenze

• L’evoluzione ha cablato (a livello neurale) negli individui una serie di comportamenti specifici o microprogrammi che risolvono compiti adattativi

• riconoscimento di volti

• foraging

• regolazione del ritmo cardiaco

• regolazione del sonno

• .......

• Il problema è coordinare i microprogrammi

L’approccio evolutivo //Tooby e Cosmides

• L’evoluzione ha cablato (a livello neurale) negli individui una serie di comportamenti specifici o microprogrammi che risolvono compiti adattativi

• Le emozioni svolgono il coordinamento (arbitraggio): sono programmi superordinati che controllano i microprogrammi ad essi subordinati.

• Una certa emozione attiverà un certo numero di moduli e ne inibira’ altri

• Sono adattamenti nati come risposta al problema adattativo di orchestrare funzionalmente i microprogrammi

• frutto della selezione rispetto alla ripetività (regolarità) statistica delle situazioni: EEA, Environment of Evolutionary Adaptedness

L’approccio evolutivo //Tooby e Cosmides

L’approccio evolutivo //Tooby e Cosmides: l’EEA

• EEA, Environment of Evolutionary Adaptedness: è sostanzialmente un concetto statistico:

• non è un luogo o un tempo definito

• indica il pattern, una regolarità, di condizioni ambientali che in un passato remoto ha dato origine ad una certa situazione e ha indotto una specifica risposta

• fondamentale per la definizione funzionale dell’emozione

L’approccio evolutivo //Tooby e Cosmides: l’EEA

• EEA, Environment of Evolutionary Adaptedness: E’ sostanzialmente un concetto statistico:

• Lo studio dell’EEA utilizza necessariamente tecniche indirette:

• Studi su primati

• Studi su popolazioni preindustriali e prelinguistiche

• Archeologia fossile (ad esempio, per ricavare posture, abitudini, ecc)

• Per caratterizzare un’emozione/adattamento:

• Situazione o condizione ricorrente da un punto di vista evolutivo (essere aggrediti da un predatore, competere per l’attenzione della madre)

• Identificazione del problema adattativo per ottenere la risposta funzionale mediamente più vantaggiosa

• Identificazione dei segnali che caratterizzano la situazione

• Sviluppo di situation detection algorithms (processi dormienti, demoni):

• monitoraggio (precettivo, propriocettivo, modelli di contesto)

• identificazione della situazione

• Algoritmi che assegnano priorità (schedulazione): quali programmi emotivi sono compatibili fra loro

• Sistema di comunicazione interno

• Sistemi di regolazione associati a ciascun microprogramma (input:segnale di paura, ouput: regolazione soglie)

L’approccio evolutivo //Tooby e Cosmides: che cos’è un emozione

• Situazione ancestrale: soli nella notte

• Variazione del livello percettivo (soglie uditive, visive ecc.) e attentivo

• Ridefinizione di obiettivi (goals) e motivazioni: focus sul presente

• Reindirizzamento dell’ information gathering (raccolta delle informazioni): trovare i punti di fuga

• Ridefinizione delle categorie: un certo tipo di rumore può diventare inquietante, in un’altra situazione non lo è

• Attivazione dei processi di memoria: sono gia’ stato in questa situazione? Cosa mi ha salvato?

L’approccio evolutivo //Tooby e Cosmides: che programmi attiva

• Cambiano i processi di signalling: espressione facciale, immobilizzazione

• Attivazione dei sistemi di inferenza specifici: capire bene la situazione permettendoci di reagire di conseguenza dato un certo segnale (direzione del predatore, gaze-detection)

• Meccanismi di ricalibrazione dell’apprendimento: è’ stato dimostrato che grazie all’amigdala si tiene traccia di una situazione che ha causato paura, ed e’ difficile eliminarla (origine dell’ansia e delle fobie). L’Amigdala comunica infatti con l’ippocampo e altre aree cerebrali dove si terra’ memoria dell’accaduto


• Attivazione fisiologica: battito cardiaco accelerato, sudorazione

• Attivazione di risposte comportamentali



• Mentre Tooby & Cosmides argomentano evolutivamente un approccio discreto alle emozioni, Nesse & Ellsworth:

• Different emotions are not defined by different functions or mechanisms, or specific stimuli, or brain modules, or even by particular points in dimensional space.

• To the extent that there are different emotions, they correspond to different situations that have recurred over the course of evolutionary time. They consist of whatever changes tended to increase fitness in the relevant situation. If each situation were sharply distinct, and if the adaptive responses were different, then selection would shape distinct basic emotions to match each situation.

• However, there is overlap in both the characteristics of situations and the patterns of response that are adaptive responses, so emotions do not have clear boundaries.

L’approccio evolutivo //Nesse e Ellsworth: approccio dimensionale

• Un esempio: la paura del cane e la paura del serpente hanno delle sovrapposizioni

• Simili ma non esattamente uguali


• The emotions are neither discrete entities nor points on a few dimensions; they are overlapping point-clouds in an N- dimensional space

• Within the usual analogy of mind as computer,

• the emotions are like software programs that adjust input,output, memory, processing, and display to cope effectively with a particular kind of task

• unlike software programs, emotions were not designed for specific functions. They are closer to the programmable states on an electronic keyboard that adjust the pitch, volume, tone, instruments, background rhythm, distortion, and much more to constellations appropriate for playing rock, blues, classical, soul, tango, and overlapping genres.

• The conclusion is disquieting—the clear taxonomy of emotions sought for so long by so many may not exist. No precise description of emotions and their subtypes can be accurate


• Il punto di partenza sono i comportamenti di approccio e fuga

• già presenti in organismi unicellulari

• avvicinamento verso elevate concentrazioni di cibo

• allontanamento da fonti di calore o ambienti eccessivamente acidi



• Da lì inizia la filogenesi delle emozioni



• Le emozioni vanno messe in relazione alle aspettative rispetto ad un obiettivo prefissato (goal) e i risultati ottenuti possono regolare in feedback le emozioni


• Da lì inizia la filogenesi delle emozioni

• Alla base uno stato definibile in termini di

• valenza (+ -)

• eccitazione (arousal, +-)


• Alla base uno stato definibile in termini di

• valenza (+ -)

• eccitazione (arousal, +-)

L’approccio evolutivo //Russell: approccio dimensionale

• Core Affect: stato emotivo di fondo

• Lo Stato emotivo (core affect): il più elementare stato affettivo consciamente accessibile.

• Non richiede un oggetto: non è intenzionale.

• E’ una componente essenziale di un episodio emozionale: ad ogni episodio emozionale deve essere associato uno stato emotivo, ma gli stati emotivi sono presenti anche in assenza di episodi emozionali prototipici.

• Gli stati emotivi variano in intensità.

• Quando lo stato emotivo è neutrale, o di bassa intensità, generalmente rimane sullo sfondo ed esce dalla consapevolezza.

• Quando è molto intenso, al contrario, assorbe completamente l'attenzione dell'individuo.

• Il fatto che possa essere non legato ad un oggetto o non consapevole non signica che non sia causato da qualche cosa; le cause di uno stato emotivo possono essere molte: dagli eventi che scatenano un episodio emozionale,allo stato fisiologico dell'individuo, al livello generale dell'umore; spesso queste cause sono sfumate e difficili da percepire e da valutare.

L’approccio evolutivo //Russell: core affect

• Russell propone un framework a componenti

• uno stato emotivo di fondo (core affect);

• un oggetto che innesca l'emozione: può essere una persona, un animale, una cosa, un evento, un pensiero o un ricordo passato, un evento futuro;

• una focalizzazione dell'attenzione sull'evento;

• un processo, più o meno consapevole, di valutazione cognitiva (cognitive appraisal);

• un processo, più o meno consapevole, di attribuzione causale (ovvero la spiegazione che la persona si dà dell'evento);

• l'esperienza soggettiva, fenomenica, non solo dell'evento ma dello stato emotivo;


L’approccio evolutivo //Russell: teoria delle emozioni

L’approccio evolutivo //Russell: teoria delle emozioni


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