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viernes, 30 de septiembre de 2011

PROCESOS COGNITIVOS Y VISIÓN IV: CONOCIMIENTO Y MEMORIA A LARGO PLAZO

Uno de los temas más apasionantes es el de cómo conocemos, cómo adquirimos conocimientos de las cosas que nos rodean. En este capítulo y en los siguientes haremos un repaso para ver cómo se da este proceso y cómo el conocimiento va muy ligado a la percepción visual y a los mecanismos de memoria y recuerdo con imágenes mentales. 

      Recuerdos y representaciones
      Formatos para la representación
      Modelo secuencial de la representación y la simulación
      De la representación al conocimiento de categorias
      Estructura del conocimiento de categorias
      Dominios de categorías

Una primera cuestión que debemos  plantearnos es qué entendemos por conocimiento. Carruthers, 1992, lo define como aquella información acerca del mundo que es posible que sea cierta, que está justificado creerla y que es coherente. Para la psicología cognitiva, el conocimiento es información acerca del mundo, información  que se almacena en la memoria y que va de lo cotidiano a  lo formal. El conocimiento nos facilita la vida cotidiana. Cuando percibimos un objeto lo categorizamos, lo clasificamos para poder identificarlo y lo incluimos en un grupo de cosas que comparten características clave.

Una vez que se asigna una entidad percibida a una categoría, se puede  disponer de más  conocimientos sobre esa categoría. Lo esencial de la categorización es permitir extraer deducciones, es decir, poder obtener información que no se encuentra explícitamente en un único miembro de la categoría pero que se puede obtener gracias al conocimiento de las características  del grupo o grupos a los que pertenece.

RECUERDOS Y REPRESENTACIONES.

El conocimiento se basa en representaciones. Una representación es un estado físico, una imagen de un objeto, de un suceso o de un concepto. Una representación también puede trasmitir información de aquello que representa, así un mapa de la línea del metro es un claro ejemplo de una representación, representa las diferentes líneas, paradas y estaciones y además contiene información de todas ellas.

Una de las características clásicas de las representaciones es que la que asumía que  tienen que construirse deliberadamente para representar algo, tienen carácter de intencionalidad. Esto que parecía un dogma, se ha visto que no siempre es así, de hecho en la mayoría de casos la representación se categoriza de forma automática, incluso con aquella información que ni siquiera consideramos que valga la pena recordar. En estudios comparativos se demostró que no hay una mejora en la memoria cuando el estudio se hizo con recuerdos adquiridos de forma consciente respecto a cuando el recuerdo era con elementos inconscientes (Hyde y Jenkins 1969).

De todo esto se deduce que si bien puede haber cierto grado de intencionalidad en la representación,  no parece que sea tan importante como se pensaba anteriormente. La intencionalidad viene referida al hecho de que el cerebro tiene, de forma inconsciente, la intención de guardar la mayor parte de la información que le llega por los sentidos. Esto lo vemos en experimentos de recuerdo de escenas. En situaciones en las que no prestamos mucha atención, cuando nos piden que recordemos algo de ese escenario, por ejemplo si había un coche rojo, de entrada puede que no lo recordamos pero podemos evocar la secuencia, casi fotograma a fotograma y en cada uno de ellos, como quien mira una foto, buscar si estaba el coche rojo. En muchos casos, podemos descubrir cosas que no pensábamos que estuvieran en nuestro archivo de memoria.

FORMATOS PARA LA REPRESENTACIÓN.

Las representaciones pueden tener un formato de modalidad específica, que puede valerse de los sistemas perceptivo y motor y, representaciones amodales, con base en algo externo.

1.- MODALIDAD DE REPRESENTACIÓN ESPECÍFICA. 
Es la imagen, el fotograma, que utilizamos cuando recordamos una secuencia del pasado. Este fotograma o imagen es una ventana espacio-temporal, como la foto que corresponde a un momento determinado, cuando se abrió el obturador de la máquina de fotos y se registró lo que había delante en ese preciso instante.

La cuestión es si realmente tenemos en el cerebro algo similar a lo que entendemos como imagen. Las experiencias en laboratorio parece que van en esa línea afirmativa. En V1 se registran patrones de estimulación que se corresponden con el estímulo proyectado, siguiendo un patrón topográfico que hace pensar en un primer esbozo de lo que será una imagen mental. Nuevas investigaciones sugieren que no solo el sistema visual utiliza imágenes, parece que el sistema motor y el auditivo también funcionan mediante imágenes mentales.

El análisis de las imágenes mentales ha demostrado que la captación de fotogramas no sería tan precisa como en una foto, es decir no se almacena la escena de forma uniforme, hay zonas que quedan con mayor grado de detalles frente a otras que quedan como veladas. Este hecho se explica, en parte, mediante la atención, aquello en lo que prestamos más atención quedará con más detalle y el resto de la escena quedará almacenado con un menor grado de información. Junto a la atención también juega un papel importante la interpretación. Sabemos que en función de lo que interpretamos, se construye una imagen de características diferentes. Un ejemplo lo tenemos en la imagen ilusoria del pato y el conejo de Jatrow, depende del lado desde donde lo miramos, aparece uno u otro animal pero, el lado de visión lo elegimos en función de lo que es más familiar para nosotros, lo interpretamos como un pato o como un conejo.   

                    

Otro formato de representación de modalidad específica diferente a la anterior,  es la que viene definida por el registro de características. Este tipo de representaciones son algo más “sofisticadas” que el modelo del fotograma, se basan en la categorización de entidades significativas, entendiendo por esto último, un objeto o un suceso que juega un papel importante en la supervivencia de un organismo vivo o en la persecución de metas específicas. Ya no se analizan pixeles o puntos de luz que finalmente dan una imagen, ahora se utilizan patrones específicos, por ejemplo, para una rana, un patrón básico es el del insecto. La rana debe detectar un insecto por su forma, tipo de vuelo, etc, por un patrón propio del insecto, ya no se para a analizar cada punto del insecto sino un conjunto de puntos que, agrupados, constituyen un patrón específico, en este caso el patrón insecto.

Esto es así porque numerosas investigaciones han demostrado la presencia de neuronas que responden a determinados patrones específicos, con la salvedad de que no hay una neurona para cada patrón, es un conjunto de ellas, una población agrupada de neuronas que colaboran en la detección de un patrón determinado, esto hace que el mecanismo de detección pueda ser más sofisticado y más efectivo. También sabemos que estas poblaciones neuronales pueden ir variando con el tiempo, se van adaptando a los cambios del estímulo o fruto de la experiencia. No constituyen un bucle cerrado sino evolutivo y cambiante, es un proceso adaptativo.

2.- SÍMBOLOS AMODALES. Las representaciones de modalidad específica radican en los sistemas perceptivos y motores del cerebro y por lo tanto están relacionadas perceptivamente con los objetos que representan, la cuestión es si es posible que existan representaciones amodales, no ya de objetos reales sino de símbolos arbitrarios y abstractos. Las últimas investigaciones hacen pensar que sí pero, todavía no está claro del todo.

Los símbolos amodales estarían integrados en la representación, fotograma y caracteres, como descripciones o explicaciones de lo que integra la imagen. Su funcionamiento estaría fuera del sistema visual y se utilizarían en el lenguaje o en otras tareas que no implican a la visión per se.

Los símbolos amodales constituyen tres tipos de representaciones: marcos, redes semánticas y listas de propiedades. Los símbolos amodales complementan las imágenes, en el sentido de que clasifican significativamente las regiones de una imagen ayudando al proceso de interpretación, continuando este proceso que se inició con los detectores de características específicas.

Los símbolos amodales funcionan bien en los ordenadores pero, no está tan claro cuán bien pueden llegar a funcionar en los sistemas bilógicos, por ello, cada vez tiene más adeptos una nueva alternativa,  el  “Modelo estadístico de redes neurales”, donde los patrones estadísticos se aproximan más a un conjunto de neuronas que están en on - off y que es más flexible a la hora de representar el entorno externo.

MODELO SECUENCIAL DE LA REPRESENTACIÓN  Y LA SIMULACIÓN.

El fenómeno representacional seguiría un proceso por etapas, en una primera fase el cerebro configura una imagen visual algo fragmentada de la escena, en su mayor parte en el área occipital. A medida que se elabora esta imagen, los sistemas detectores de características en regiones concretas de los lóbulos occipitales, temporales y parietales, extraerán de ella las características  significativas. Finalmente se activará un modelo estadístico en los lóbulos temporales, primero para representar la información de la imagen y de las características extraídas previamente y luego para asociar toda esta información.

Debido a que las neuronas que representan la pauta estadística son asociativas, las neuronas activadas por la imagen, junto con las neuronas activadas por el análisis de las características, se asocian todas ellas con las neuronas que representan las pautas estadísticas. En conjunto, esta secuencia de fases de procesamiento establece una representación de la escena en múltiples niveles.

Con este modelo secuencial, es posible rebobinar la información, lo que se denomina, simulación. Es un proceso que se dispara ante estímulos como una palabra o algo que nos recuerda una determinada secuencia, entonces se dispara el proceso de simulación, un recuerdo de esa escena, se activa el modelo estadístico de la información almacenada que permite reconstruir la escena original, es un proceso de arriba-abajo, a diferencia de cuando se dio realmente la secuencia, que fue de abajo-arriba, lo cual permite explicar el recuerdo y las imágenes mentales de sucesos pasados.

DE LA REPRESENTACIÓN AL CONOCIMIENTO DE CATEGORIAS.

Sabemos que el conocimiento se estructura sobre categorías y que las representaciones son la base del conocimiento sobre una categoría. El conocimiento por categorías  se elabora  en primer lugar, a partir  del establecimiento de representaciones de los miembros individuales  de una categoría y en segundo lugar, a partir de la integración de esas representaciones.

Cuando se encuentra a un nuevo miembro de una categoría, se activan los conocimientos que interesan de esa categoría general, lo cual proporciona una enorme cantidad de información útil para ocuparse de esa nueva entidad. No operamos como si hiciéramos una foto que fuera siempre la primera vez que fotografiamos aquello, la experiencia previa, el conocimiento, nos permite actuar de forma diferente, nos permite “deducir” muchas cosas y, debido a que nuestros conocimientos de categorías contiene diversos tipos  de información que van considerablemente más allá de lo que está directamente delante de nuestros ojos, podemos realizar muchas deducciones útiles  que a su vez, permiten  realizar varias funciones inteligentes.

ESTRUCTURAS DEL CONOCIMIENTO DE CATEGORIAS.

Las estructuras más simples que contienen conocimiento de categorías  son los recuerdos de miembros individuales de la categoría, estos se conocen como ejemplares. La primera vez que vemos un perro y se nos dice su raza, un recuerdo del perro se almacena junto con el nombre de su raza. A medida que veamos más perros de esa raza, se irá almacenando información de las características de ese tipo de perro con el nombre de su raza. Con el tiempo, de estos ejemplares de la categoría, deriva un conjunto de recuerdos, todos ellos integrados en el almacén adecuado de la memoria. Los ejemplares de una categoría pertenecen a esa categoría en virtud de tener unas determinadas características, es decir, siguen una “regla” de clasificación. Se admite, fruto de diversas experiencias, que para la clasificación y el recuerdo, son importantes tanto la regla como el ejemplar de la categoría.

Los ejemplares ofrecen una referencia para hacer una comparación directa y la regla, es un requerimiento estricto en cuanto a las propiedades que se requieren  para pertenecer a una categoría.
Junto a los ejemplares y las reglas, hay otro modo de resumir una categoría de miembros, los prototipos, en los que se especifica qué propiedades aparecen con mayor probabilidad en esa categoría.
En cualquier proceso de aprendizaje, las propiedades se acumulan en condiciones de relativo aislamiento. Sin embargo cada vez más investigadores consideran que las propiedades, en general,  activan un “conocimiento de base” en la memoria, que especifica cómo se originan las propiedades, por qué son importantes y cómo se relacionan unas con otras. Más que procesarse en el vacío, las propiedades se procesan dentro de una amplio contexto de reconocimientos asociados.

Con el tiempo, la información que se asocia a una categoría irá ampliándose, de forma que llega un momento que puede ser muy amplia. Esto llevó a detectar que no toda esta información se activa cuando se accede a una categoría, sino que más bien se activa preferentemente la información oportuna en el contexto actual. Es lo que conocemos como representación dinámica, que se refiere a la capacidad del sistema cognitivo para construir y apelar a muchas representaciones diferentes de una categoría, cada una de las cuales hace énfasis en el conocimiento de la categoría que más interese en ese momento preciso.

DOMINIOS DE CATEGORÍAS.

Parece ser que elaboramos categorías que representan los tipos de cosas que hay en el mundo, lo que los filósofos denominan tipos ontológicos, con cierto carácter universal, es decir son categorías que cualquier ser humano conoce, independientemente de su cultura.

Dentro de cada dominio de conocimiento, de categoría, residen muchas categorías más específicas. La categoría de los seres vivo  incluye a los mamíferos, las propiedades incluyen el verde, azul, etc.

Una pregunta importante es sí se almacena el conocimiento de diferentes categorías en diferentes regiones del cerebro o, por el contrario, hay un almacén único. La respuesta no está completamente resuelta pero, parece que el conocimiento de categorías  está distribuido a lo largo  de los sistemas de modalidad específica que lo procesa. Cuando se produce una lesión cerebral, lo más frecuente es que el paciente no pierda solo una categoría, sino que pierda varias. Se puede perder la capacidad de reconocer alimentos junto con la de reconocer seres vivos. La pérdida del reconocimiento de frutas y verduras suele ir asociado.

Actualmente se está buscando elementos comunes a las pérdidas que presentan los pacientes, así la pérdida de seres vivos suele relacionarse con elementos de la visión, como movimiento, color, etc  Mediante neuroimagen también se ha visto que en función de la categoría que está procesando un individuo, se activan zonas específicas del cerebro. Si imaginamos artefactos, como herramientas de bricolaje, destornillador, martillo, etc, más que regiones visuales, se activan regiones motoras.

Todos estos hallazgos indican que la localización de las categorías se distribuye por todo el cerebro. Parece que las categorías se representan no de forma aislada sino en diversas estructuras que ligan categorías relacionadas, como la taxonomía, que funciona anidando subgrupos en categorías de orden superior, como el subgrupo destornilladores que anida dentro de la categoría herramientas. 

En el siguiente capítulo seguiremos hablando de conocimiento y memoria, de la codificación y recuperación de la memoria a largo plazo.

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