La memoria a lungo termine è definibile come la memoria del passato psicologico (James 1890), perché si occupa dell'informazione che non è in corso d'elaborazione. Vi sono conservati ricordi ed esperienze, immagazzinati non come copia esatta della realtà, ma come rielaborazioni e interpretazioni della stessa. La memoria a lungo termine non ha capacità limitate come la memoria di lavoro e può essere scomposta in più sottocomponenti tra cui: la memoria episodica, la memoria procedurale e quella semantica (Tulving 1972).

La memoria episodica permette la rievocazione consapevole di fatti personali, eventi datati nel passato e le loro relazioni.

La definizione di memoria semantica, data da Tulving (1972), la descrive come "una memoria necessaria al linguaggio. La memoria semantica può essere considerata come un lessico mentale che organizza le conoscenze che una persona possiede circa le parole e gli altri simboli verbali, i loro significati e referenti, le relazioni esistenti tra essi, le leggi, le formule e gli algoritmi relativi alla manipolazione di questi simboli, concetti e relazioni. La memoria semantica non registra le proprietà percettibili degli stimoli, ma piuttosto i loro referenti cognitivi." (p.386). In altre parole, la memoria semantica contiene le conoscenze sul mondo in forma organizzata.

Lo scopo principale dello studio della memoria semantica è stato comprendere come la conoscenza del significato di parole e concetti sia immagazzinata e successivamente utilizzata.

I primi a proporre un modello di memoria semantica, in cui siano rappresentate sia le relazioni d'appartenenza categoriale, sia le proprietà dei vari termini, sono Collins e Quillians (1969). Il loro modello delle reti semantiche propone che:

  • i concetti siano rappresentati come gerarchie. Ai livelli più bassi sono rappresentati i termini più comuni e specifici, mentre ai livelli superiori ci sono i termini più generici;
  • ogni concetto abbia attributi associati al livello della gerarchia cui appartiene;
  • alcuni nodi della gerarchia siano superordinati rispetto ad altri;
  • i nodi subordinati ereditino gli attributi di quelli superordinati;
  • l'accesso alle proprietà per decidere se un elemento appartiene o no ad una particolare categoria avviene attraverso vari nodi. In altre parole, maggiore è la distanza fra nodi, più lungo è il tempo di risposta.

Sebbene sia molto suggestiva, sulla teoria degli attributi definitori possono essere fatte alcune importanti osservazioni; ad esempio, è stato notato che molti concetti non possiedono un insieme chiaro di caratteristiche definitorie, quest'osservazione vale particolarmente per i concetti astratti. In secondo luogo questa teoria non spiega "l'effetto tipicità", per cui è più facile decidere che un "pettirosso" è un uccello di quanto non lo sia con "struzzo".

Rips (1973) mantiene l'idea che esistano degli attributi definitori per i concetti, ma la amplia postulando che per ciascun concetto esistano anche degli attributi caratteristici. I primi si riferiscono agli elementi necessari a definire un concetto e sono gli attributi condivisi da tutti i membri di una classe. Gli attributi caratteristici, invece, sono quelli che, sebbene non siano presenti in tutti gli esemplari di una categoria, si presentano frequentemente e determinano quanto un concetto è giudicato tipico e rappresentativo della sua classe di appartenenza. Il processo di verifica dei concetti avviene confrontando entrambi i tipi d'attributi.

La teoria dei prototipi (Rosch, 1973) è stata specificatamente proposta per affrontare i due maggiori problemi delle teorie delle caratteristiche definitorie: l'effetto tipicità e l'indefinitezza dei concetti. Un concetto sarebbe, secondo questa prospettiva, rappresentato dalle caratteristiche che sono rappresentative del concetto stesso e non dai suoi attributi definitori. Più caratteristiche rappresentative sono possedute dal concetto che si sta esaminando e più esso sarà prototipico della classe cui appartiene. In quest'ottica, non esistono caratteristiche che siano necessarie e sufficienti a determinare l'appartenenza ad una categoria. I vari concetti possono essere ordinati in base al loro grado di tipicità rispetto al prototipo, inoltre i confini di ciascuna categoria sono sfumati e alcuni membri della categoria possono rientrare anche in altre categorie. Tuttavia, anche con questa teoria rimane il problema che è più facile definire i concetti più semplici e concreti, rispetto a quelli astratti.

La nostra conoscenza non è limitata alla conoscenza dei concetti semplici o "concetti di oggetti", possediamo anche una conoscenza di concetti relazionali e delle relazioni temporali e causali tra i vari concetti.

La teoria degli schemi, proposta da Schank (1976), rappresenta il primo tentativo di chiarire come le informazioni si organizzino a formare unità in memoria e di spiegare come è rappresentata la conoscenza di complesse sequenze di eventi. Ad esempio, gli scripts sono programmi che descrivono, in termini generali, come fare qualcosa, e come adattare l'azione alla situazione particolare. Ogni script rappresenta una sequenza di azioni dirette alla meta, ordinate temporalmente e causalmente. Ogni script è scomponibile in ulteriori scene. Gli elementi dei copioni ci permettono di fare inferenze su ciò che non è esplicitato e di supplire, così, alla mancanza di elementi per la comprensione.

L'idea di base è che le persone, aspettandosi che una scena abbia certe caratteristiche, riducano lo sforzo elaborativo per queste informazioni e tale impegno possa essere applicato ad elementi inattesi.

Memoria semantica e memoria episodica sono, solitamente, raggruppate sotto il termine di "memoria dichiarativa" in contrapposizione alla terza dimensione della memoria a lungo termine proposta da Tulving, ossia la "memoria procedurale".

La memoria procedurale può essere definita come il ricordo del "saper come fare", si riferisce alle operazioni necessarie per portare a termine compiti percettivo-motori e non ha la flessibilità della memoria dichiarativa.

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