La prima questione problematica per la teoria del prototipo riguarda la similarità, e in particolare il fatto che essa venga considerata da Rosch, Simpson e Miller (1976) l'unico fattore in grado di rendere conto della struttura graduata delle categorie.
Una prima critica è stata avanzata da Murphy e Medin, i quali hanno osservato che la natura della similarità risulta spesso poco chiara. Infatti, per poter affermare che due item si assomigliano è necessario specificare in relazione a quale aspetto. Se si omette questa precisazione, allora non ha senso parlare di similarità, poiché i modi in cui due oggetti si assomigliano possono essere potenzialmente infiniti (Macchi, 1999).
In secondo luogo è stato mostrato che i giudizi di appartenenza categoriale, così come quelli di somiglianza, possono variare considerevolmente (Barsalou, 1985).
Barsalou (ibidem) ha fatto apprendere ai soggetti due categorie artificiali, nelle quali ogni item era costituito dal nome di una persona (per esempio Davis) associato a cinque attività che gli esemplari amavano svolgere nel tempo libero (come andare a cavallo, fare jogging quotidianamente, cucinare cibo cinese, ecc.). Ogni categoria variava lungo una dimensione definente, ossia tutti i membri della prima categoria amavano fare jogging, mentre tutti i membri della seconda amavano leggere il giornale. Gli esemplari variavano inoltre lungo la dimensione definente, cioè a seconda di quanto andavano a correre o leggevano il giornale.
Una seconda manipolazione riguardava la variazione della somiglianza degli esemplari alla tendenza centrale della propria categoria. In questo modo, ogni esemplare svolgeva un numero alto, medio o basso di attività caratteristiche della categoria di appartenenza.
La manipolazione cruciale between subjects riguardava però la percezione della categoria definente. Infatti, nella prima condizione veniva detto ai soggetti che tutti gli esemplari che andavano a fare jogging appartenenvano alla categoria insegnanti di educazione fisica, e che tutti quelli che leggevano il giornale appartenevano alla categoria insegnanti di attualità. In questo caso, Barsalou ipotizzava che i soggetti derivassero la struttura graduata basandosi sull'ideale ottenuto dagli stereotipi.
Nella seconda condizione, invece, ai soggetti veniva detto che gli esemplari che facevano jogging erano programmatori di Q, e che quelli che leggevano il giornale erano programmatori di Z. Ora, dato che i partecipanti all'esperimento probabilmente non avevano nessuna credenza pregressa riguardo all'ideale di queste ultime due categorie, l'aspettativa di Barsalou era che costruissero la struttura graduata basandosi sulla tendenza centrale.
I risultati hanno ampiamente confermato le ipotesi, mostrando che la similarità non è l'unico fattore in grado di rendere conto della struttura interna delle categorie, ma che a questo proposito anche gli ideali giocano un ruolo centrale. è stato trovato inoltre che i determinanti della struttura interna di una particolare categoria possono variare a seconda del contesto.
Un'altra questione critica per la teoria del prototipo riguarda il ruolo della frequenza di istanziazione nel determinare la struttura graduata delle categorie. Mentre la familiarità è un fattore indipendente dalla specifica categoria, e si può definire come la stima soggettiva di quanto spesso gli individui percepiscono un evento in tutti i contesti, la frequenza di istanziazione è categoria-dipendente, e si riferisce alla stima soggettiva di quanto le persone esperiscono un certo stimolo come appartenente ad un particolare concetto.
Mervis, Catlin e Rosch (1976) e Rosch, Simpson e Miller (1976) hanno misurato l'effetto della family resemblance confrontandolo con quello della frequenza, e hanno trovato che solo la prima è in grado di predire la prototipicità. Barsalou (1985) ha però fatto notare che il loro disegno sperimentale non era capace di rilevare effetti simultanei della family resemblance e della frequenza. Ciò potrebbe significare che eventuali effetti di quest'ultima potrebbero non essere stati misurati a causa di un difetto sperimentale.
Pertanto, in un altro esperimento Barsalou (ibidem) ha indagato il ruolo della tendenza centrale, degli ideali e della frequenza di istanziazione nella formazione della struttura graduata delle comuni categorie tassonomiche già utilizzate da Rosch (1975b) (tabella 3.2) e delle categorie ad hoc. Egli ha assegnato ai propri soggetti un compito di free listing, chiedendo ai partecipanti di generare più esempi possibili per ogni categoria presentata, ed ottenendo in tal modo una misura della output dominance. Per misurare invece la bontà degli esemplari, la frequenza di istanziazione, gli ideali e la tendenza centrale ha utilizzato dei giudizi soggettivi su una scala numerata (Barsalou, 1985). Barsalou ha poi calcolato le correlazioni tra le cinque variabili per le categorie funzionali e per quelle naturali, confrontandole tra loro (tabella 3.3).
I risultati hanno mostrato l'importanza della frequenza di istanziazione e degli ideali nel determinare la struttura graduata delle categorie costruite attorno ad un obiettivo. Infatti per questo tipo di categorie sono state trovate delle correlazioni di .72 e .70 tra la bontà dell'esemplare e, rispettivamente, la frequenza e gli ideali, mentre è stato trovato un legame debole tra similarità e tipicità. Sembra quindi che gli ideali e la frequenza siano i determinanti più centrali della struttura delle categorie funzionali.
Tabella 3.3 Correlazioni medie tra le variabili misurate da Barsalou per quanto riguarda le categorie ad hoc e le categorie naturali (adattato da Barsalou, 1985).
Nota . OD sta per frequenza di produzione (output dominance), EG per bontà dell'esemplare (examplar goodness), CT per tendenza centrale (central tendency), FOI per frequenza di instanziazione (frequence of instantiation), e I per ideali (ideals).
Per quanto riguarda le comuni categorie tassonomiche, invece, Barsalou ha mostrato che la bontà dell'esemplare è stata predetta dalla tendenza centrale (.63) e, in misura non significativamente minore, anche dagli ideali e dalla frequenza di istanziazione.
Come già trovato precedentemente (Barsalou, 1983), la tipicità e la frequenza di produzione (o output dominance) correlavano in misura minore per le categorie funzionali rispetto a quelle naturali. Una possibile spiegazione di questo risultato è che le categorie altamente familiari potrebbero essere caratterizzate da forti associazioni in memoria tra i concetti della categoria e gli esempi più prototipici, dato che questi ultimi sono solitamente i primi ad essere generati nei compiti di produzione. Coerentemente con questa spiegazione è stato mostrato che i soggetti generano esempi di categorie tassonomiche con una frequenza più alta rispetto a quanto avviene per le categorie ad hoc.
Le ricerche citate precedentemente mostrano dunque che le teorie sulla categorizzazione non possono fare riferimento solamente sulla somiglianza come unico fattore predittivo della prototipicità, perchè essa non costituisce un criterio esaustivo e generalizzabile (Macchi, 1999).
Un'ultima questione problematica per la teoria del prototipo riguarda la sua capacità esplicativa. Se si considerano per un momento le prove empiriche più rilevanti a favore della teoria di Rosch, si noterà che esse riguardano soprattutto il diverso grado di appartenenza categoriale di esemplari differenti. Pertanto, nel caso di categorie ben definite, come quelle dei numeri pari, dei numeri dispari, o delle figure geometriche, la teoria del prototipo predice che i soggetti non valutino l'appartenenza degli esemplari al concetto in maniera "graduata". In altre parole, mentre le categorie naturali sono organizzate in maniera prototipica perchè i loro membri sono diversi tra loro, l'appartenenza dei membri di categorie rigidamente definite, come quattro e trentaquattro per i numeri pari, non dovrebbe essere valutata diversamente. Invece è stato dimostrato da Armstrong, Gleitman e Gleitman (Macchi, 1999) che, anche per quanto riguarda le categorie originate da definizioni precise del tipo "tutto o niente", i soggetti forniscono giudizi graduati.
Armstrong e collaboratori (ibidem) hanno spiegato i risultati da loro ottenuti introducendo la distinzione tra appartenenza alla categoria e tipicità. Da questo nuovo punto di vista appare allora chiaro che nei loro esperimenti e in quelli di Rosch i soggetti non giudicavano l'appartenenza categoriale, bensì il grado di tipicità.
Per mostrare sperimentalmente questa distinzione Gleitman e colleghi hanno chiesto ai loro soggetti di decidere se l'appartenenza a diversi concetti, che potevano avere una struttura rigidamente definita o prototipica, era di tipo categorico o graduato (Macchi, 1999). Quello che è stato trovato dagli autori ha confermato pienamente la legittimità della differenziazione tra tipicità e appartenenza, mostrando che per le categorie di tipo matematico o di genere maschile/femminile l'appartenenza veniva giudicata in modo definito, mentre per i concetti naturali questo accadeva solo nella metà dei casi.
A partire da queste osservazioni è stata sviluppata la teoria del "core più prototipo", secondo la quale i concetti sono formati da due componenti: il prototipo, che possiede le caratteristiche definite da Rosch et al. (1976), e un core, o cuore concettuale (Macchi, 1999).
Di queste due componenti costitutive, il prototipo è caratterizzato da proprietà facili da valutare e percettivamente salienti, utili quando si deve procedere ad una categorizzazione immediata, mentre il core viene definito da proprietà meno visibili e accessibili, ma più diagnostiche dell'appartenenza (ibidem). Per esempio, nel caso del concetto di nonna, il core potrebbe essere rappresentato dagli attributi "essere di sesso femminile" e "essere genitrice di un genitore", mentre le procedure per identificarlo, fornite dal prototipo, potrebbero fare riferimento all'età, alla configurazione corporea e al tono di voce.
Il core, che in principio era concepito come formato da un insieme di tratti necessari e sufficienti, potrebbe sembrare ricalcare le caratteristiche definizionali della teoria classica, ma differisce da questa per alcuni aspetti fondamentali.
Infatti l'accezione del termine col passare del tempo si è estesa alla concezione di una specie di "corredo genetico" e quindi di proprietà biologiche. Conseguentemente, esso non è fisso e immutabile come sosterrebbe la teoria classica, in quanto la teoria della funzione del codice genetico potrebbe essere superata.
Ciò che va considerato maggiormente importante, comunque, risulta essere la funzione del core, cioè quella di fornire una sorta di stabilità ai concetti, fissandoli al di là degli attributi immediatamente percepibili.