procesos cognitivos modelos y bases neurales

Procesos cognitivosM o d e l o s y b a s e s n e u r a l e s

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Procesos cognitivos: modelos y bases neurales

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Edward E. SmithD epartm ent o f Psychology Colum bia University

Stephen M . KosslynD epartm ent o f Psychology Harvard University

C o n la c o lab o ra c i n de:L aw ren ce W . B a rsa lo u

M a r le n e B eh rm an n y J o y G eng T o d d S . B rav er

J e a n D ece ty y J e s s ic a S o m m erv ille K ev in D u n b ar y J o n a th a n F u g e lsan g

R e id H a s t ie y A la n San fey M a ry e lle n C . M acD o n a ld

E liz ab e th Phelps A d r ian e E. Se iffert, J e r e m y M . W o lfe y F ran k T o n g

A n th o n y D . W a g n e r

T ra d u c c i n y r ev is i n t cn ic a :M a r a J o s R am o s P la t n

Universidad Complutense d e Madrid

PE ARS ON

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D a lo s d e c a ta lo g a c i n b ib lio g r fic a

E d w a rd E . S m ith y S te p h e n M . K osslyn


PEARSON E D U C A a N , S A . , Madrid, 2008

ISBN: 978-84-8322-396-3

M ateria : 159.91 Psicofisio loga

Formato 195 x 2 5 0 m m P ginas: 664

Todos los derechos reservados.Queda prohibida, salvo excepcin prevista en la Ley, cualquier forma de reproduccin, distribucin, comunicacin pblica y transformacin de esta obra sin contar con autorizacin de los titulares de propiedad intelectual. La infraccin de los derechos mencionados puede ser constitutiva de delito contra la propiedad intelectual (arts. 270 y sgts. Cdigo Penal).

Authorized translation ffom the English language edition, entitled COGNITIVE PSYCHOLOGY: MIND AND BRAIN,ls t Edition by SMITH, EDWARD E.; KOSSLYN, STEPHEN M., published by Pearson Education, Inc, publishing as Prentice Hall, Copyright 2007All rights reserved. N o part o f this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permis- sion from Pearson Education, Inc. SPANISH language edition published by PEARSON EDUCACIN S.A. Copyright 2008

DERECHOS RESERVADOS 2008 por PEARSON EDUCACIN, S.A.Ribera del Loira, 28 28042 Madrid (Espaa)

Edward E. Smith y Stephen M. KosslynProcesos cognitivos: modelos y bases neurales

ISBN: 978-84-8322-396-3Depsito legal: M.

PEARSON PRENTICE HALL es un sello editorial autorizado de PEARSON EDUCACIN, S.A.

Equipo editorial:Editor: Alberto Caizal Tcnico editorial: Elena Bazaco

Equipo de produccin:Director: Jos Antonio Clares Tcnico: Jos Antonio Hernn

Diseo de cubierta: Equipo de diseo de Pearson Educacin S. A.

Composicin: COPIBOOK, S. L.

Impreso por:

IM PRESO E N ESPAA - PRIN TED IN SPAINE s te l i b r o h a s id o im p re s o c o n p a p e l y t in ta s e c o l g ic o swww.FreeLibros.org

Contenido

Prefacio ................................................................................................................................................ x

C a p tu lo 1 . Cmo el cerebro da lugar a la m e n te ................................................................. 3

1. Una breve historia: cm o hem os llegado hasta aqu .................................................. 41.1. En los com ienzos: el contenido de la consciencia .............................................. 41.2. La Psicologa en el m undo ........................................................................................ 61.3. El conductismo: reaccin fren te a lo in o b s e rv a b le .............................................. 71.4. La revolucin cognitiva ................................................................................................ 8

2. Com prender la m ente: la estructura de las teoras de la cognicin ...................... 102.1. M ente y cerebro ............................................................................................................. 102.2. Representacin mental ................................................................................................ 122.3. Procesam iento m ental .................................................................................................. 122.4. Por qu el cerebro? ................................................................................................... 14

DEBATE: Cul es el carcter de las imgenes m enta les visuales? ......................... 17

3. El cerebro cognitivo ............................................................................................................... 183.1. Las neuronas: los e lem entos que componen el c e re b ro ................................... 183.2. Estructura del sistema nervioso ................................................................................ 19

4. Estudio de la cognicin ......................................................................................................... 264.1. Pruebas convergentes de las disociaciones y las asociaciones ..................... 274.2. M todos com portam entales ........................................................................................ 284.3. M todos neurales correlacinales: la im portancia de la localizacin ............. 314.4. M todos neurales causales ........................................................................................ 384.5. P lantear m odelos ........................................................................................................... 424.6. Modelos de redes neurales ........................................................................................ 44

5. Panormica del libro ............................................................................................................. 46

R e p a so y re fle x i n ...................................................................................................................... 48www.FreeLibros.org

v i CONTENIDO

Captu lo 2. Percepcin ................................................................................................................... 51

1. Qu significa percibir ............................................................................................................. 53

2. Cmo funciona: el caso de la percepcin visual ........................................................... 552.1. La estructura del sistema visual .......................................................................... 552.2. P rocesam iento de arriba a abajo y procesam iento de abajo a arriba ............. 572.3. Aprender a ver ............................................................................................................... 58

3. Construir de abajo a arriba: de las caractersticas a los objetos ............................. 603.1. Procesam iento de las caractersticas: los e lem entos de construccin de la

percepcin ....................................................................................................................... 603.2. Unir todo: qu es lo que cuenta y lo que no .......................................................... 67

4. C onseguir el reconocim iento visual: le he visto antes? ............................................ 724.1. Un cerebro que no puede re c o n o c e r ....................................................................... 724.2. Modelos de reconocim iento ........................................................................................ 74

UNA VISIN MS D ETEN ID A : D etecto res de ca racte rs ticas v isua les en el ce rebro .......................................................................................................................................... 80

D EB A TE: Un conjunto de b loques o el juego de la cuna: representaciones modulares o distribuidas? ......................................................................................................... 86

5. Interpretacin de arriba a abajo: lo que sabem os rige lo que vem os ..................... 875.1. Utilizar el contexto ......................................................................................................... 875.2. Modelos de procesam iento de arriba a abajo ...................................................... 91

6. De m odelos y cerebros: naturaleza interactiva de la percepcin ............................. 956.1. M ejorar el reconocim iento .......................................................................................... 956.2. Resolver la ambigedad .............................................................................................. 966.3. V er el qu y el dnde .......................................................................................... 98

R e p a so y re fle x i n ....................................................................................................................... 100

Captu lo 3. A tencin ....................................................................................................................... 105

1. Naturaleza y funciones de la atencin ............................................................................. 1071.1. Fallos de seleccin ....................................................................................................... 107

D EBA TE: Coches y conversacin .......................................................................................... 1161.2. Logros de seleccin ..................................................................................................... 120

2. Explicar la atencin: teoras del procesam iento de la informacin ......................... 1302.1. Seleccin de la atencin inicial fren te a seleccin tarda ................................... 1312.2. Teora del foco de luz .................................................................................................. 1332.3. Teora de la integracin de caractersticas y bsqueda guiada ..................... 134

3. Una m irada al cerebro ......................................................................................................... 1373.1. Electrofisiologa y atencin humana ......................................................................... 1373.2. Neuroim agen funcional y estimulacin m agntica transcraneal ..................... 139

4. Com peticin: Un nico m arco explicativo de la atencin? ....................................... 142UNA VISIN MS DETENIDA: Competicin y seleccin ................................................. 146

R e p a so y re fle x i n ....................................................................................................................... 147www.FreeLibros.org

CO NTENIDO V

C a p tu lo 4 . Representacin y conocim iento en la m em oria a largo plazo ..................... 151

1. Funciones del conocim iento en la cognicin ................................................................. 153

2. Representaciones y sus form atos .................................................................................... 1562.1. Recuerdos y re p re se n ta c io n e s ................................................................................... 1572.2. Cuatro fo rm atos posibles para las representaciones .......................................... 158

UNA VISIN MS DETENIDA: Evidencia com portam ental de las im genes m entales ........................................................................................................................................... 164

D EBA TE: Existen representaciones amodales? ............................................................. 1702.3. M ltiples form atos de representacin en la percepcin y la simulacin ___ 171

3. De la representacin al conocim iento de categoras .................................................. 1733.1. Poder deductivo del conocim iento de categoras ................................................ 1753.2. Naturaleza m ultim odal del conocim iento de categoras ..................................... 1753.3. M ecanism os m ultim odales y conocim iento de categoras: datos com porta-

m entales .......................................................................................................................... 1773.4. M ecanism os m ultim odales y conocim iento de categoras: datos neurales .. 178

4. Estructuras del conocim iento de categoras ................................................................... 1804.1. E jem plares y reglas ..................................................................................................... 1804.2. Prototipos y tip ism os ................................................................................................... 1834.3. Conocim iento de b a s e .................................................................................................. 1854.4. Representacin dinmica ............................................................................................ 186

5. Dom inios y organizacin de categoras ........................................................................... 1875.1. Distincin entre m bitos de conocim iento de categoras en el c e re b ro 1885.2. C lasificaciones y bsqueda de un nivel bsico ................................................ 191


C a p tu lo 5 . Codificacin y recuperacin de la m em oria a largo p la z o ............................. 199

1. Naturaleza de la memoria a largo plazo ......................................................................... 2011.1. Formas de memoria a largo plazo ........................................................................... 2011.2. La capacidad de la memoria: la historia de H. M ................................................. 2031.3. M ltip les sistem as de aprendizaje y recuerdo a largo p la z o ........................... 207

2. Codificacin: cmo se establece la m em oria episdica .............................................. 2092.1. La im portancia de la atencin .................................................................................... 2102.2. N iveles de procesam iento y codificacin con elaboracin ................................. 210

UNA VISIN MS DETENIDA: Procesam iento apropiado de transferencia ............ 2142.3. Mejora de la codificacin: generacin y e sp a c ia m ie n to ..................................... 2162.4. Codificacin episdica, ligam iento y lbulo tem poral medial ........................... 2192.5. Consolidacin: fijacin de la memoria ..................................................................... 222

3. Recuperacin: cm o se recuerda el pasado a partir de la m em oria episdica .. 2223.1. Conclusin de modelos y repeticin ......................................................................... 2223.2. Recuperacin episdica y lbulos fronta les .......................................................... 2243.3. C laves para la recuperacin ...................................................................................... 2253.4. Segunda vuelta: reconocer los estm ulos mediante recuerdo y fam iliaridad 2263.5. Recuerdos fa lsos del pasado .................................................................................... 227

D EB A TE: Acordarse, conocer y los lbulos tem pora les m ediales ..................... 228www.FreeLibros.org

v i i i CONTENIDO

4. La codificacin fue buena, pero aun as no puedo re c o rd a r ..................................... 2324.1. La funcin del o lvido segn Ebbinghaus ............................................................... 2324.2. O lvido y competicin .................................................................................................... 233

5. S istem as de m em oria no declarativa ............................................................................... 2385.1. P rim in g .............................................................................................................................. 2385.2. M s all del p r im in g : otras form as de memoria no declarativa ....................... 241


C a p tu lo 6 . Memoria operativa ................................................................................................... 249

1. U tilizar la m em oria operativa .............................................................................................. 2511.1. La m etfora del o rd e n a d o r.......................................................................................... 2511.2. Im plicaciones de la naturaleza de la m em oria operativa ................................... 252

2. De la memoria primaria a la memoria operativa: breve historia ............................... 2532.1. W illiam James: m em oria primaria, m em oria secundaria y consciencia ........ 2532.2. Estudios iniciales: caractersticas de la m em oria a corto plazo ..................... 2542.3. M odelo de Atkinson y Shiffrin: relacin entre la m em oria a corto p lazo y la

m em oria a largo plazo .................................................................................................. 2582.4. M odelo de Baddeley y Hitch: m em oria operativa ................................................ 259

3. Com prender el modelo de m em oria o p e ra tiv a ............................................................... 2613.1. El bucle fonolgico: cundo funciona y cundo no ............................................ 2613.2. El b loc de notas visuoespacial .................................................................................. 2673.3. El e jecutivo central ....................................................................................................... 2703.4. Existen realm ente dos sistem as de alm acenam iento distintos? ................... 271

D E B A T E : C m o se organizan las func ione s de la m em oria opera tiva en el cerebro? ........................................................................................................................................ 272

4. Cm o opera la memoria operativa .................................................................................... 2734.1. M ecanism os de m antenim iento a c t iv o ..................................................................... 2734.2. Funcin de la corteza prefrontal en el alm acenam iento y control ................. 280

UNA VIS I N M S DETENID A: M ecanism os de alm acenam iento de la memoriaoperativa en el cerebro del m o n o ...................................................................................... 282

5. Tendencias actuales ............................................................................................................. 2855.1. El buffe r episdico ......................................................................................................... 2855.2. Variabilidad de una persona a otra ........................................................................... 2865.3. Funcin de la dopamina .............................................................................................. 288

R e p a s o y re fle x i n ....................................................................................................................... 289

C a p tu lo 7 . Procesos ejecutivos .................................................................................................. 293

1. La conexin del lbulo frontal ............................................................................................ 296

2. Dao fronta l y la hiptesis frontal ...................................................................................... 299

3. A tencin ejecutiva ................................................................................................................... 3033.1. Un m odelo de red neural de conflicto en el p ro ce sa m ie n to ............................. 3063.2. A tencin ejecutiva y categorizacin ......................................................................... 3123.3. Papel de la consciencia .............................................................................................. 313www.FreeLibros.org

CO NTENIDO X

UNA VISIN MS DETENIDA: Dao prefrontal, razonam iento y decisiones de categora ........................................................................................................................................ 314

4. Cambio de atencin ............................................................................................................... 3154.1. El coste del cam bio .................................................................................................... 3164.2. Un m arco de referencia para entender el cam bio de tarea ............................ 3174.3. La hiptesis del conm utador neural ....................................................................... 3204.4. Q u es lo que cam bia? ........................................................................................... 321

5. Inhibicin de la respuesta ................................................................................................... 3235.1. Casos representativos de inhibicin de la respuesta ....................................... 3235.2. Desarrollo de la inhibicin de la respuesta .......................................................... 325

6. Establecim iento de secuencias .......................................................................................... 3276.1. M ecanism os para establecer s e c u e n c ia s ............................................................... 3276.2. Establecer secuencias de e lem entos conectados .............................................. 332

7. Supervisin .............................................................................................................................. 3347.1. Supervisin de la memoria operativa ..................................................................... 3347.2. Supervisin de errores ................................................................................................ 336

D EB A TE: Cuntos procesos ejecutivos requiere? .......................................................... 337R e p a so y re fle x i n ....................................................................................................................... 338

C a p tu lo 8 . Emocin y cognicin ................................................................................................ 341

1. La conexin .............................................................................................................................. 343

2. Definicin de emocin ........................................................................................................... 3452.1. Em ociones bsicas ....................................................................................................... 3462.2. Enfoques dim ensionales .............................................................................................. 347

3. Manipulacin y valoracin de la emocin ....................................................................... 3503.1. Manipulacin m ediante induccin de estado de nimo ................................... 3513.2. Manipulacin m ediante estm ulos evocadores .................................................... 3513.3. Valoracin directa de la emocin ........................................................................... 3523.4. Valoracin indirecta de la emocin ......................................................................... 352

4. Aprendiza je emocional: adquisicin de valoraciones .................................................. 3544.1. Condicionam iento clsico ............................................................................................ 3554.2. C ond ic ionam ien to instrum enta l: aprend iza je m ed ian te recom pensa o

castigo .............................................................................................................................. 3594.3. Aprendiza je m ediante instruccin y observacin ................................................ 361

UNA VISIN MS DETENIDA: La expresin de m iedos que se imaginan .............. 3634.4. M era exposicin ............................................................................................................. 365

5. Emocin y m em oria declarativa ........................................................................................ 3655.1. A ro u s a l y m em oria ...................................................................................................... 3665.2. Estrs y m em oria .......................................................................................................... 3685.3. Estado de nim o y m em oria ..................................................................................... 3695.4. M em oria de acontecim ientos pblicos em otivos ................................................ 371

6. Emocin, atencin y percepcin ........................................................................................ 3746.1. Emocin y captar la atencin ................................................................................... 3746.2. Facilitacin de la atencin y la percepcin .......................................................... 275www.FreeLibros.org

X CONTENIDO

DEBATE: La amenaza se detecta autom ticam ente? .................................................. 377


C a p tu lo 9 . Tom a de decisiones .................................................................................................. 385

1. Naturaleza de una decisin .................................................................................................. 3871.1. La ciencia de tom a de decisiones ............................................................................. 3871.2. El rbol de d e c is io n e s .................................................................................................. 389

2. Toma de decisiones racional: el m odelo de utilidad esperada ................................. 3922.1. Cmo funciona el modelo ............................................................................................ 3932.2. El m odelo de utilidad esperada y la investigacin de la conducta ................. 3942.3. L im itaciones generales del modelo de utilidad e s p e ra d a ................................... 399

3. Bases neurales de los clculos de utilidad esperada .................................................. 401

4. Tom a de decisiones en seres hum anos y el m odelo de utilidad esperada: es un m odelo apropiado? ................................................................................................................. 4054.1. Preferencia, transitividad e invariancia de procedim iento: transgresiones

com portam entales ......................................................................................................... 4054.2. Racionalidad, hasta cierto punto .............................................................................. 408

DEBATE: Somos los seres hum anos anim ales racionales? ....................................... 4104.3. Efectos de encuadre y teora prospectiva ............................................................. 4114.4. Papel de las em ociones en la valoracin: la paradoja de A li is ..................... 4144.5. Papel de las em ociones en la valoracin: descuento tem pora l e inconsisten

cia dinmica ..................................................................................................................... 4164.6. Juicios crticos ante la ambigedad ......................................................................... 417

UNA VIS I N M S DETENIDA: S istem as distin tos de valoracin de la recompensainmediata y la aplazada ....................................................................................................... 4184.7. Juicios crticos sobre probabilidad ante la in c e rtid u m b re ................................... 421

5. Tom a de decisiones com plejas e in c ie r ta s ..................................................................... 425


C a p tu lo 10 . Resolucin de problem as y razonam iento ...................................................... 433

1. Naturaleza de la resolucin de problem as ..................................................................... 4351.1. La estructura de un problema .................................................................................... 4351.2. Teora del espacio del problema .............................................................................. 4381.3. Estrategias y heursticas .............................................................................................. 4401.4. Papel de la m em oria operativa y los procesos ejecutivos .................................. 4441.5. Cm o resuelven problem as los expertos ............................................................... 444

2. Razonam iento analgico ..................................................................................................... 4472.1. El uso de analogas ..................................................................................................... 4482.2. Teoras sobre el razonam iento analgico ............................................................. 4502.3. M as all de la m em oria operativa ............................................................................. 451

3. Razonam iento inductivo ....................................................................................................... 4523.1. Inducciones generales .................................................................................................. 4523.2. Inducciones especficas .............................................................................................. 4553.3. Redes cerebrales fundam entales ............................................................................. 457www.FreeLibros.org

CO NTENIDO X

4. Razonam iento deductivo .................................................................................................... 4604.1. S ilogism os categricos .............................................................................................. 4614.2. S ilogism os condicionales ........................................................................................... 4624.3. E rrores en el pensam iento deductivo .................................................................... 4644.4. Teoras sobre el razonam iento deductivo ............................................................ 466

UNA VISIN MS DETENIDA: Lgica y creencias .......................................................... 467D EB A TE: Errores y evolucin .................................................................................................. 469

4.5. Lingstica fren te a base espacial ............................................................................. 470


Captu lo 11. Cognicin m otora y simulacin m ental .................................................. 4751. Naturaleza de la cognicin motora ................................................................................... 477

1.1. C iclos de percepcin y accin .................................................................................... 4771.2. Naturaleza del procesam iento m otor en el c e re b ro .............................................. 4781.3. Papel de las representaciones compartidas .......................................................... 480

2. Simulacin mental y sistema m o to r ................................................................................. 4802.1. P rim in g m otor y representacin mental ................................................................. 4812.2. Program as m otores ..................................................................................................... 4832.3. Simulacin m ental de la accin ................................................................................ 484

UNA VISIN MS DETENIDA: Tomando perspectiva .................................................... 4873. Imitacin .................................................................................................................................... 489

3.1. Desarrollo de la imitacin ........................................................................................... 4893.2. Com ponentes cognitivos de la im itacin .............................................................. 4923.3. Teoras de sim ulacin de la comprensin de la accin ..................................... 494

D EBA TE: Cmo sabem os de quin es el plan?..... .......................................................... 4953.4. Neuronas especulares y cartografa del yo y del o tro .......................................... 496

4. M ovim iento biolgico ............................................................................................................. 4984.1. Percepcin del m ovim iento biolgico ...................................................................... 4994.2. Procesam iento del m ovim iento biolgico .............................................................. 5014.3. Cognicin m otora en la percepcin motora .......................................................... 502


Captu lo 12. Lenguaje ................................................................................................................... 5091. Naturaleza del lenguaje ....................................................................................................... 511

1.1. N iveles de representacin del lenguaje ................................................................ 5111.2. Lenguaje fren te a com unicacin animal ................................................................ 517

2. Procesos de comprensin del le n g u a je ........................................................................... 5202.1. M odelo triangu lar del l x ic o ....................................................................................... 5212.2. Am bigedad: desafo om nipresente a la com prensin ..................................... 5222.3. Percepcin del habla .................................................................................................. 524

UNA VISIN MS DETENIDA: m ltip les hiptesis durante el reconocim iento de la palabra hablada ............................................................................................................................ 528

2.4. Representacin del significado .................................................................................. 5302.5. Comprensin de oraciones ........................................................................................ 5352.6. Lenguaje figurativo ....................................................................................................... 538www.FreeLibros.org

x i i CONTENIDO

2.7. Lectura ............................................................................................................................. 539

3. Procesos de produccin del lenguaje ............................................................................. 5453.1. Codificacin gramatical............ ...................................................................................... 5473.2. Codificacin fonolgica............ ...................................................................................... 5503.3. Integracin de las fases gramatical y fonolgica .................................................... 552

4. Lenguaje, pensam iento y bilingismo ............................................................................... 5544.1. Lenguaje y p e n sa m ie n to .............................................................................................. 5544.2. B ilingismo ....................................................................................................................... 554

D EBA TE: Existen periodos crticos para la adquisicin del lenguaje? ....................... 556R e paso y re fle x i n ....................................................................................................................... 558

Glosario ................................................................................................................................................. 563

Referencias .......................................................................................................................................... 577

ndice ana ltico .................................................................................................................................. 635

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PREFACIO x i i i

Prefacio

El estudio de la cognicin ha progresado considerablemente durante la ltim a dcada; sin em bargo, en la ac tualidad no se dispone de libro alguno que resum a y haga accesibles los nuevos datos y teoras clave. Consideram os de una m anera nueva el cam po y lo presentamos ta l como se ejerce hoy en d a . A l hacerlo , nuestro libro presenta dos caractersticas principales, distintivas.

En primer lu gar, g ran parte del reciente progreso en el estudio de la cognicin procede de la llegada de la N eurociencia cognitiva, que u tiliza datos y mtodos neu- rocientficos para afrontar cuestiones psicolgicas. ste es el prim er libro de texto que incorpora por com pleto la N eurociencia a l estudio de la cognicin. En lugar de slo presentar datos y hallazgos de la N eurociencia en s m ismos, o de referir contribuciones de la Psicologa cognitiva junto con contribuciones de la N eurociencia, utilizam os los hallazgos de la N eurociencia para ac la rar y razonar distinciones clave en Psicologa cognitiva.

En concreto, exam inam os descubrim ientos relativos a las bases neurales de la cognicin procedentes de estudios de neuroim agen, de pacientes con dao cerebral, de registros un icelu lares, de seales elctricas y m agnticas y de efectos farm acolgicos selectivos en la cognicin. Nos valem os de dichos datos para argum entar que los procesos o las representaciones u tilizadas en dos tareas (por ejem plo , im genes mentales y percepcin) son sim ilares o diferentes y que ciertas explicaciones de fenmenos son posibles (por ejem plo, el papel de las emociones im plcitas en las corazonadas). Adems, en algunos casos usam os los descubrim ientos neurocientificos slo para concretar lo que de otro modo podra parecer un proceso dem asiado abstracto (por ejem plo, la cod ificacin), analizando cm o se ejecuta a nivel neural y cm o funciona dentro del sistem a to ta l. En otros casos em pleamos los resu ltados neurocientificos como una nueva m anera de enfocar un antiguo problem a (por ejem plo , sistem as de m emoria distintos para la inform acin v isual de carcter espacial y la re lativa a l objeto). Pero este libro no se centra en la N eurociencia. Hemos escrito un libro de P s i c o l o g a c o g n i t i v a que se basa en la N eurociencia.

En segundo lugar, ha habido un cambio g radua l en e l p arad igm a de enfoque de la cognicin, incluyendo el orden en el cua l los procesos cognitivos entran en juego,www.FreeLibros.org

x i v PREFACIO

as com o en lo que constituye un proceso cognitivo. En este libro utilizam os dicho consenso em ergente como un elemento de organizacin. Concretando, casi todos los libros de texto previos se basan en la estructura organizativa estab lecida por Donald Broadbent a finales de 1950. Segn este enfoque, la inform acin prim ero se procesa de modo perceptivo, luego ingresa en la memoria a corto plazo, y luego en la mem oria a largo p lazo ; posteriorm ente la inform acin puede recuperarse de la m em oria a largo plazo y volver a la m em oria a corto p lazo , si es preciso. Sin em bargo, los investigadores activos en el cam po han cam biado hace tiempo esta idea. Por ejem plo , se sabe que la inform acin ha de ingresar en la m em oria a largo plazo antes de que se pueda identificar un estm ulo , antes de que e l estm ulo pueda hacerse s ign ificativo. Y tam bin se sabe que la inform acin en la m em oria a corto plazo es, sin duda, s ig n ificativa. A s pues, e l contenido de la m em oria a corto plazo ha de provenir, por regla genera l, de la m em oria a largo plazo y no a la inversa. De hecho, el concepto m ism o de m em oria a corto p lazo se ha reem plazado por e l concepto de m em oria o p e ra t iv a 1, que ahora se considera consustancial a l pensam iento en s m ismo (y no slo com o otro sistem a de m em oria). Adems, en la actualidad se reconoce que la atencin y la em ocin desempean un papel clave m odulando la operacin de procesamiento de la inform acin (y , por lo tan to , se concepta la emocin como parte del campo); y finalm ente se reconoce la im portancia no slo del in pu t2 sino tam bin del o u t p u t3 (y , por lo tan to , se concepta el contro l motor com o parte del campo).

Cuando comenzamos a p lanear e l bosquejo apropiado de este libro , elaboram os una heurstica que m s tarde indic que se requera un nuevo modo de enfocar la cognicin. Descompusimos detalladam ente dos m inutos en la v ida de un estud iante. En particu lar, analizam os qu ocurre cuando un estudiante abre la puerta de una habitacin para incorporarse a una fiesta y ve a una persona atractiva. Segn an a liz bamos la cognicin en e l mundo rea l nos dimos cuenta de que necesitbam os cap tulos sobre la percepcin, la atencin y , luego una caracterstica relativam ente exclusiva de este libro un cap tu lo sobre la representacin en la memoria a largo plazo (esencial para atribu ir un significado a l input). Tam bin nos dimos cuenta de que algunos fragm entos de la inform acin activada se transfieren a la consciencia para que sean considerados deliberadam ente. Estas observaciones nos llevaron a decidir que en prim er lugar deberam os presentar un captu lo sobre la codificacin/recuperacin de la memoria a largo plazo y luego otro sobre la m em oria operativa. Siguiente cuestin: y en lo que respecta a las reacciones em ocionales frente a las personas, la com ida, y el estrpito de la m sica de fiesta? Rompiendo otra vez con la trad icin, decidimos que un captu lo sobre la emocin debera ser fundam ental en un libro que resume e l estudio de cognicin ta l com o se realiza hoy en da.

Por o tra parte , el repertorio de inform acin activada que se basa en recuperar en la m em oria operativa la inform acin previam ente cod ificada en la m em oria a la r go plazo lleva a que se tengan que tom ar decisiones. Si h ay obstculos para tom ar decisiones, h ay que dedicarse a p lan ificar y resolver problemas. Q uiz uno decide hablar con un am igo determ inado, pero otras personas se interponen en el cam ino. C mo sortearlas sin tropezarse bruscamente con algu ien , desvindose ante una conversacin no deseada y sin m olestar a nad ie? As pues, incluim os captu los sobre e l control ejecutivo (otra caracterstica excepcional en un libro de texto de Psicologa cognitiva),

1 T am b in llam ad a m em o ria d e t r a b a jo (w o r k in g m e m o r y ) . (N . d e l T .)2 E n trada d e in fo rm ac i n a u n cen tro o s is tem a n eu ra l. (N . d e l T .)3 S a lid a de in fo rm ac i n . (N . d e l T .)www.FreeLibros.org

PREFACIO XV

la toma de decisiones, la resolucin de problem as, la cognicin m otora y la sim ulacin (otra caracterstica novedosa de este lib ro ). Finalm ente, despus de llegar hasta el am igo, e l estudiante en tab lar una conversacin. As pues, necesitbam os considerar el lenguaje.

Al principio tuvimos la idea de u tilizar esta instantnea de dos m inutos como hilo conductor de todo el libro. Pero pensndolo detenidam ente, resu ltaba forzado. Lo que funcionaba bien en nuestras discusiones podra no funcionar del todo en el l i bro. En lugar de e llo , cada cap tu lo se in ic ia con una actividad o un acontecim iento diferente que ilustra el tema del cap tu lo .

El objetivo de este libro es ayudar a los estudiantes a dom inar los estudios clsicos combinados con un nuevo trabajo apasionante; am bos ilustran los conceptos clave del cam po. El objetivo no es rev isar cada rea en t o d o s sus detalles. Para ayudar a los estudiantes a aprender, el libro est lleno de ejem plos cotid ianos, ilustraciones ac tuales y analogas v ividas. En cada captu lo incluim os asim ism o un apartado de D eba te para resaltar que el campo es una entidad v iva , en continua evolucin; a s com o un apartado titu lado Una v i s i n m s d e t e n id a , que nos perm ite partir de cero y profundizar en e l estudio. Tam bin incluim os unos objetivos de aprendizaje a s com o un resumen y unas preguntas de reflexin crtica (Repaso y Reflexin).

Este libro tiene una historia poco frecuente. M uy pronto nos enfrentam os a l hecho de que no ram os expertos en todas las reas de la nueva Psicologa cognitiva y por tanto decidim os conseguir la ayuda de reconocidos investigadores en las diferentes reas. No obstante, tam bin ram os conscientes de que tenam os que escribir un libro y no ed itar una recopilacin de captu los independientes. A s pues, nos dedicam os a un intrincado baile con nuestros co laboradores. En prim er lugar, nos reunim os con todos ellos a la vez en N ueva York en 2002 , les dimos nuestras ideas acerca de lo que sus cap tu los deberan tratar de lograr y recibimos sus com entarios sobre cmo deb amos m odificar nuestras ideas. A continuacin, so licitam os a los colaboradores que nos env iaran un esquem a de su cap tu lo y los revisam os (elim inando redundancias, asegurndonos de que se trataban los temas c lave , dndoles un carcter pedaggico...). Luego, los co laboradores escrib ieron un prim er borrador (a excepcin de los Captulos 1 y 7 , que fueron escritos por SMK y por EES, respectivamente). Despus revisamos y editam os los cap tu lo s, y se los enviam os a la editora y experta en redaccin, N ancy Brooks, quien ley los captu los con detenim iento y nos p idi ac la rac io nes sobre todo aquello que no le pareca claro com o e l crista l. N ancy lo corrigi y rescribi en g ran m edida para asegurar que el libro tuviera un estilo uniforme. Inevitablem ente, de este proceso surgieron m ultitud de preguntas; algunas las contestamos nosotros, otras se les p lan tearon a los co laboradores. Luego, basndonos en las respuestas, revisam os de nuevo e l texto y N ancy dio los ltim os toques para que la prosa fuese flu ida. Por ltim o, ambos leimos y revisam os por separado todo el o rig inal, esforzndonos para que tuviera consistencia y coherencia.

As pues, estamos agradecidos a nuestro equipo de co laboradores, que redactaron el borrador de los cap tu los como se c ita a continuacin:

Captulo 2: Adriane E. Seiffert, Jerem y M . W olfe , y Frank TongCaptulo 3: M arlene Behrmann y Jo y GengCaptulo 4 : Lawrence W . BarsalouCaptulo 5: Anthony D. W agnerCaptulo 6: Todd S. Braverwww.FreeLibros.org

x v i PREFACIO

Captulo 8: E lizabeth Phelps Captulo 9: Reid H astie y A lan Sanfey Captulo 10: Kevin Dunbar y Jonathan Fugelsang Captulo 11: Jean Decety y Jessica Sommerville Captulo 12: M arye llen C. M acD onald

Quisiramos expresar nuestro agradecim iento a nuestros ed itores, Jaym e Hefler, Susanna Lesan, Jessica M osher y especialm ente a nuestra extrao rd inaria ed itora, Nancy Brooks. Ella convirti lo que podra haber sido una recopilacin desm aada de estilos en un libro coherente. Tam bin le agradecem os a Lera Boroditsky sus aportaciones a nuestro modo de m anejar e l lenguaje y las ideas, a Am y Blum Col, Jenni- fer Shephard, Ju lia LeSage y W illiam Thom pson por su ayuda en todos los innum erables detalles, y a Shelley C reager por su competente gestin del proyecto. Por ltim o, le agradecem os a l personal de Prentice H all su paciencia a l perm itir que este com plicado proyecto se viera realizado . Creem os que vali la pena la espera , y slo confiamos en que usted el lector sienta lo m ism o!

Edward E. Sm ith Stephen M . Kosslyn

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Cmo el cerebro da lugar a la mente

Objetivos de aprendizaje

1. Una breve historia: cmo hemos llegado hasta aqu1.1. En los comienzos: el contenido de la consciencia1.2. La Psicologa en el mundo1.3. El Conductismo: reaccin frente a lo inobservadle1.4. La revolucin cognitiva

2. Comprender la mente: la estructura de las teoras de la cognicin2.1. Mente y cerebro2.2. Representacin mental2.3. Procesamiento mental2.4. Por qu el cerebro?

DEBATE: Cul es el carcter de las imgenes mentales visuales?3. El cerebro cognitivo

3.1. Las neuronas: los elementos que componen el cerebro3.2. Estructura del sistema nervioso

4. Estudio de la cognicin4.1. Pruebas convergentes de las disociaciones y las asociaciones4.2. Mtodos comportamentales4.3. Mtodos neurales correlacinales: la importancia de la localizacin4.4. Mtodos neurales causales4.5. Plantear modelos4.6. Modelos de redes neurales

5. Panormica del libro Repaso y reflexin

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PROCESOS COGNITIVOS: M ODELOS Y BASES NEURALES

Af i c a b a de tomar asiento y est a punto de comenzar su primera entrevista de trabajo. Est sentado en un lado de un despacho inmaculadamente limpio, frente a una mujer bien vestida. Se est preguntando a s mismo: Por qu estoy haciendo esto?, En verdad quiero pasar por todo este estrs cuando puede que no consiga el trabajo y aunque lo consiguiera, podra no gustarme ?

Bien, por qu est usted aqu? Quiz fue la nica oportunidad disponible y no puede permitirse el lujo de esperar una mejor oportunidad. Pero, por qu este tipo de trabajo, en vez de algn otro?, porque oy a otras personas hablar de ello y le pareci interesante? O quiz vio un artculo en un peridico o una revista, lo recogi y ley acerca de alguien que tiene ese trabajo. Sea lo que fuere lo que le impuls a considerarlo, el trabajo ha de proporcionarle una paga suficiente para poder vivir y tener un futuro. A nadie le gusta ser evaluado, pero es parte del proceso. As pues, aqu est usted, en la entrevista, preguntndose qu otra cosa hubiera podido hacer, en qu otro lugar podra encontrarse.

Resolver una cuestin decisiva, tal como si intentar o no conseguir un determinado trabajo, es una actividad enormemente complicada. Si quiere entender todas las reflexiones que le llevaron a decidirse a solicitar el trabajo y que se utilizaron durante la entrevista y, suponiendo que le ofrezcan el trabajo, que le permiten decidir si aceptarlo o no, deber comprender lo siguiente:

La percepcin, el procesamiento de la informacin procedente de los sentidos, que usted precisa para or y leer acerca del trabajo y, claro est, para escuchar a la entrevistadora y observar su rostro con el fin de detectar signos reveladores de cmo est usted desenvolvindose.

La emocin, tal como la ansiedad que incluye la entrevista y lo que disfrutara del trabajo en cuestin; la emocin puede surgir cuando usted percibe algo (como la sonrisa afable de la entrevistadora al final de su explicacin) y, quiz paradjicamente, es un aspecto principal de gran parte de la cognicin.

La representacin en la m emoria a largo plazo, sus recuerdos de trabajos veraniegos previos y de experiencias de estudio importantes, as como los de su papel de liderazgo en grupos y los de su formacin.

La codificacin , que ocurre cuando usted introduce informacin nueva en la memoria, como cuando se describe a s mismo lo que ve en el lugar de trabajo (sobre lo que podr reflexionar ms tarde, cuando piense si realmente desea el trabajo) y la recuperacin de la informacin de la m emoria a la rgo p lazo (algo decisivo si va a contestar las preguntas en la entrevista y tambin cuando ms tarde quiera pensar en los pros y los contras de b que haya averiguado durante la entrevista).

La m emoria o pe ra tiva \ que le permite mantener la informacin en la consciencia y pensar en ello (lo que es importante si usted trata de profundizar en cualquier tema que surja de las preguntas).

La atencin, que le permite centrarse en una informacin especfica, incluyendo tanto las palabras de la entrevistadora como sus seales no verbales, y tambin filtrar la informacin improcedente (como el ruido de los coches en el exterior).

Los procesos ejecutivos, que dirigen sus otros procesos mentales, le permiten hacer pausas antes de hablar, le evita decir algo inadecuado y le posibilita controlar sus decisiones.

La tom a de decisiones, la resolucin de problem as y el razonam iento, que le permiten imaginar qu trabajos podran gustarle, el mejor modo de solicitarlos, as como qu decir durante la entrevista.

1 T a m b i n lla m a d a m e m o ria d e tra b a jo (w orking m em o ry ) (N. d e l I ) .www.FreeLibros.org

CAPTULO 1. C m o el cerebro da luga r a la m ente

La cognicin motora y la sim ulacin mental, que implican establecer sus respuestas, ensayndolas mentalmente y anticipando las consecuencias de sus respuestas (lo que resulta til para prepararse con antelacin para la entrevista y anticipar la probable respuesta de la entrevistadora a los comentarios que usted haga).

Y, por supuesto, el lenguaje, que es lo que usted utiliza para entender las preguntas y responderlas; en ltima instancia, lo que usted diga determinar que su entrevista sea un xito o un fracaso.

Este libro se ocupa de todas estas actividades mentales pues, de hecho, eso es lo que son y otras cosas ms.

La actividad mental, tambin conocida como cognicin, es la interpretacin interna o la transformacin de informacin almacenada. Se adquiere informacin a travs de los sentidos y se almacena en la memoria. La cognicin ocurre cuando se obtienen implicaciones o asociaciones a partir de una observacin, un hecho, o un acontecimiento. Por ejemplo, podramos caer en la cuenta de que tendramos que mudarnos a una ciudad nueva debido a un trabajo, pero no por otro, y luego pensar en las ventajas y los inconvenientes de la vida nocturna en esa nueva ciudad. Del mismo modo, cuando reflexionamos sobre si solicitar o no un trabajo determinado, ponderamos datos y consideraciones relativos al salario, coste de vida, posibles promociones, cualificaciones que podramos obtener y que podran ayudarnos a conseguir un trabajo mejor, etctera. La actividad mental, en una forma u otra, es lo que nos permite representarnos mentalmente las diversas consecuencias de tales datos y consideraciones.

Cmo se puede estudiar la actividad mental? Aparentemente pensamos sin esfuerzo alguno, y a menudo podemos hablar fcilmente de nuestras creencias y deseos. Quiz sabemos que queremos un cierto tipo de trabajo porque nos hemos especializado en ese tema y nos hemos centrado como un rayo lser en dicha ocupacin, incluso desde el final del instituto fin de la historia. Pero cmo llegamos a darnos cuenta de si un trabajo determinado es el que nos conviene en nuestras circunstancias personales?, de hecho por qu es uno mismo, y no nuestro perro o gato, quien tiene el concepto de un trabajo?, y qu entendemos por mente?, nos referimos a consciencia, esto es, a aquello de lo que se es consciente? Si es as, de qu depende que unos pensamientos sean conscientes y otros no? Ni el lector, ni los autores, ni ningn otro ser humano somos conscientes de la mayora de las actividades mentales. As pues, cmo podemos llegar a entenderlas?

Este captulo establece el marco de nuestra investigacin, describiendo en primer lugar la naturaleza de las teoras de la actividad mental y examinando luego cmo los cientficos han llegado a elaborar y evaluar en detalle tales teoras. En concreto, nos ocupamos de cuatro cuestiones:

1. Cmo surgi el campo de la Psicologa cognitiva?2. Qu es una teora cientfica de la cognicin, y qu papel juega el conocimiento del

cerebro en dichas teoras?3. Cules son las principales estructuras del cerebro y qu funcin desempean en

nuestras habilidades y capacidades?4. Qu mtodos se utilizan para estudiar la cognicin?

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4 PROCESOS COGNITIVOS: M ODELOS Y BASES NEURALES

Una breve historia: cmo hemos llegado hasta aquLa m ayor parte de los tem as de este lib ro , de una form a u o tra , no son nada nuevo para los filsofos, quienes han exam inado y elegido num erosas y diversas teoras de la mente desde hace m s de dos m il aos. Por ejem plo, el filsofo griego Platn (427-347 a .C .) c re a que los recuerdos son como grabados en una tab lilla de cera y que las personas difieren en la dureza y pureza de la ce ra , lo que exp licara porqu algunas personas tienen mejores recuerdos que otras. Esta idea es interesante en parte porque no hay una distincin c lara entre la sustancia fsica (la cera) y su funcin (retener recuerdos). El filsofo y m atem tico francs Ren Descartes (1596-1650 ) nos proporcion la fam osa d istincin entre mente y cuerpo, sosteniendo que la mente es cualitativam ente distinta del cuerpo, tan diferente com o el ca lo r lo es de la luz. Esta distincin ha trascendido a nuestra cu ltu ra y ahora les parece obvia a m uchos, pero de hecho la investigacin est m ostrando ahora que no es tan clara como pueda parecer (como se ver cuando se consideren los efectos de la mente en e l cuerpo y viceversa a l estud iar la emocin). John Locke (1632-1704 ), que escrib i en Inglaterra , reflexion acerca de a qu podra asem ejarse el contenido de la mente y sostuvo que el pensam iento es una serie de im genes m entales. El obispo George Berkeley (1685- 1753) discrep, argum entando en parte que conceptos abstractos como ju stic ia y verdad no podan expresarse eficazmente m ediante im genes. Tales debates establecieron e l marco de muchos program as de investigacin contem porneos, com o los dedicados a descubrir los diversos modos en que podemos alm acenar inform acin, los cuales como sostuvo Berkeley no pueden lim itarse a im genes mentales.

Aunque los filsofos p lantearon m uchas ideas fascinantes y a menudo sealaron cuestiones clave que an se debaten hoy en d a , sus m todos, sim plem ente, no estaban destinados a la tarea de resolver m uchas de las preguntas acerca de la activ idad m ental. La Filosofa se basa en el razonam iento (por eso la Lgica se ensea en los departam entos de F ilosofa), pero en ocasiones los datos disponibles no son suficientes para dar por s m ismos respuesta a una pregunta. La ciencia , a diferencia de la Filosofa, se basa en un mtodo que produce nuevos datos y de ese modo perm ite a todos los que partic ipan en un debate coincidir en la respuesta a una pregunta. El estudio cientfico de la mente comenz a finales del siglo XIX, lo que para las pautas de la ciencia sign ifica que an est en m antillas.

1 . 1 . En los co m ienzos: el con ten ido de la consc ienc ia

Se puede decir que el estudio cientfico de la activ idad m ental se in icia con el estab lecimiento del prim er laboratorio contem porneo de Psicologa en 1879 , en Leipzig (A lemania). El d irector de ese laboratorio fue W ilhelm W undt (1832-1920 ), que se centr en el estudio de la naturaleza de la consciencia (F igura 1-1). La idea que g u ia ba a W undt era que el contenido de la consciencia aquello de lo que se es consciente puede abordarse de un modo sim ilar a cmo los qum icos abordan el estudio de la estructura de las m olculas: (1 ) caracterizando las sensaciones bsicas (como sentir fro o calor o ver los colores azul o ro jo) y los sentim ientos (como el m iedo o el am or), y (2 ) averiguando las reg las por las que dichos elementos se com binan (como el modo en que las sensaciones simples se com binan para form ar la percepcin de verwww.FreeLibros.org

CAPTULO 1. C m o el cerebro da luga r a la m ente 5

un objeto en su to ta lidad , con su form a, textura y co lor). Un estudiante am ericano de W undt, Edward T itchener (1867-1927 ), am pli este enfoque para abarcar no slo sensaciones y sentim ientos sino toda actividad m ental.

Los primeros psiclogos de la escuela de W undt realizaron , a l menos, dos con tribuciones principales. En prim er lugar, dem ostraron que la activ idad m ental puede descomponerse en operaciones m s bsicas (como la percepcin del co lor, la form a y la localizacin). Esta estrateg ia de d iv ide y vencers ha resistido la prueba del tiem po. En segundo lugar, idearon mtodos objetivos para evaluar la activ idad m ental, como medir cunto tiempo se necesita para tom ar ciertas decisiones.

Sin em bargo, estos cientficos tam bin confiaron excesivam ente en la introspeccin, e l proceso de percepcin in terna; esto es, exam inarse a s m ismo para eva luar la propia actividad m ental. Con e l fin de experim entar la introspeccin, trate el lector de contestar a esta pregunta: Qu form a tienen las orejas de un gato ? La m ayora de la gente dice que v isualizan la cabeza del an im al y m iran sus orejas. H a tenido el lector esta experiencia? No todos la han tenido. Qu podemos concluir cuando las personas no coinciden en sus introspecciones? Y ahora piense de qu color eran las orejas, de qu tex tu ra?, ex istan estas caractersticas en su im agen m ental?, est usted seguro?, qu hacemos cuando las personas que inform an de su propia activ idad mental no estn seguras?

F IG U R A l - l W ilh e lm W u n d t (en p ie con barba gris) y colegas

Los p r im e ro s la b o ra to r io s d e P sico log a se d e d ic a ro n a indagar la n a tu ra le za de la a c tiv id a d m e n ta l, p e ro u tiliz a ro n la in tro s p e c c i n d e un m o d o que m s ta rd e d e m o s tr n o s e r fiable .(A rc h iv o s d e H is to r ia d e la P s ic o lo g a a m e r ic a n a -U n iv e rs id a d d e A k r o n . )www.FreeLibros.org


W undt entren a sujetos para que se observaran y fueran conscientes de sus propias reacciones a los estm ulos, advirtiendo cambios sutiles en la duracin , calidad e intensidad cuando se m odificaban dichos estm ulos ligeram ente (por ejem plo , con un matiz diferente de color o tonalidad). No obstante, esta confianza en los informes in trospectivos result ser su ta ln de Aquiles: por m s que se aum entara el tiem po de entrenamiento no se poda detectar otro tipo de diferencia. O sw ald Kulpe (1862- 1915), otro cientfico filsofo alem n, demostr que las im genes m entales no siem pre acom paan a la activ idad m ental. Una im agen m ental se reconoce por una sensacin perceptiva cundo no hay el i n p u t 2 sensorial apropiado; una im agen m ental da lugar a la experiencia de ver con e l ojo de la m ente (o escuchar con el odo de la m ente, e tc .). Algunos tipos de activ idad m ental, ta l como la que se da en la cabeza del lector a m edida que entiende estas palabras, son inconscientes no se acom paan de im genes m entales. Kulpe y sus colegas encontraron , por ejem plo , que cuando se les p idi a los participantes en un experim ento que levantaran dos pesos y decid ieran cul era e l m s pesado, pudieron hacerlo , pero sin saber cm o llegaron a decidirlo. Los sujetos d ijeron que hab an tenido im genes cinestsicas de los pesos (es decir, tu vieron la sensacin de levantarlos), pero el proceso de decisin en s m ismo no dej huella en la consciencia. De un modo parecido , usted ser consciente de haber tom ado la decisin de so lic itar un trabajo determ inado y no otros, pero no podr tener consciencia precisam ente de c m o tom esa decisin.

1 . 2 . La Ps ic o lo g a en el m u n d o

Casi a l m ismo tiem po que e l laborato rio de W undt estaba en pleno funcionam iento, se promovi otra orientacin de la psico loga cientfica, principalm ente en A m rica, gracias a W illiam Jam es (1842-1910). Estos psiclogos fun cionalistas , como se les lleg a conocer, no se centraron en la natura leza de la activ idad m ental sino m s bien en la f u n c i n que actividades m entales especficas desempean en e l entorno. La idea era que ciertas conductas o modos de abordar un problem a son m s adecuados que otros para llevar a cabo ciertas tareas, y que deberam os cam biar nuestras ideas y nuestra conducta a m edida que vayam os descubriendo lo que cada vez se adap ta m ejor a nuestro entorno. Por ejem plo, si uno descubre que aprende m s asistiendo a dase que leyendo un texto , debera asegurarse de asistir a todas ellas. M s an , debera fijarse en qu es lo que le atrae de las clases ( la oportunidad de hacer preguntas?, los medios pedaggicos v isuales?) e intentar escoger cursos en los que las clases tengan dichas caractersticas.

El enfoque funcionalista aport una slida base para estudios posteriores. En particu lar, a l proponer teoras sobre la funcin de conductas y actividades m entales se bas en g ran parte en las ideas sobre la evolucin propuestas por C harles D arw in y esta perspectiva evolucionista ha prosperado (v a s e , p. e j., P inker, 1997 , 2002). Pensar en las actividades m entales y la conducta desde una perspectiva evolucionista ha llevado a los investigadores a estud iar la conducta an im al, lo que ha continuado siendo una fuente valio sa de conocim iento de ciertas funciones m entales, especia lmente en lo que respecta a su relacin con e l cerebro (H auser, 1996).

2 E n trada d e in fo rm ac i n a u n s is tem a. (N . d e l T .)www.FreeLibros.org


1 . 3 . El conduct ismo: r eac c i n f ren te a lo in o b s erva d le

Con m uy buen criterio , los primeros psiclogos in tentaron usar como modelo para su nueva ciencia los acontecim ientos que estaban triunfando en su poca, los m todos de la F sica, la Q um ica y la B iologa. Pero diferentes psiclogos extrajeron diferentes conclusiones de los logros de otras ciencias y algunos sostuvieron que la Psicologa no debera tratar de comprender fenmenos m entales encubiertos sino m s bien debera centrarse estrictam ente en lo que se puede observar directam ente: los estm ulos, las respuestas y las consecuencias de esas respuestas (F igura 1-2). Esta fue la doctrina central de los conductistas, quienes ev itaron hab lar de activ idad m ental. Las teoras conductistas exp lican cm o los estm ulos llevan a las respuestas, y cm o las consecuencias de las respuestas establecen asociaciones entre los estm ulos y las respuestas. A lgunos conductistas, entre ellos C lark L. H ull (1884-1952), estaban dispuestos a reconocer la ex istencia de sucesos internos que se deducen directam ente de la conducta, ta l com o la m otivacin, an cuando dichos sucesos no fueran observables en s mismos. Sin em bargo, muchos conductistas posteriores, en particu lar B. F. Skinner (1904-1990) y sus discpulos, llegaron incluso a rechazar absolutam ente cualqu ier consideracin acerca de sucesos internos. De todos modos, en cualquier caso , e l enfoque de los conductistas tuvo im portantes lim itaciones. De hecho, sencillam ente no pudo exp licar las conductas hum anas ms interesantes, en especial e l lenguaje (Chom sky, 1957 , 1959). El conductismo tam bin fracas en proporcionar un conoci-

F IG U R A 1-2 O b se rvac in de la co n d uc ta de la ra ta

Se ha d e m o s tra d o q u e b s m to d o s co nd u c tis ta s , aun q u e n o as la te o r a q u e in ic ia lm e n te g u i las inve s tig a cbn e s , son tile s pa ra e s tu d ia r la co gn ic in .(F o to g ra fa d e R ic h a rd W o o d . C o r te s a d e h d e x S tock Imagery, In c Royalty F ree .)www.FreeLibros.org


miento de la naturaleza de la percepcin, la m em oria, la tom a de decisiones de hecho, prcticam ente de todos los temas de los que trata este libro.

No obstante, los conductistas contribuyeron con m ultitud de tcnicas experimentales rigurosas que desde entonces han sido provechosam ente u tilizadas para estudiar la cognicin. Adems, los conductistas h icieron muchos descubrim ientos, en p articular acerca de la naturaleza del aprendizaje, que ahora han de exp licar todas las teoras psicolgicas. Por otra parte , el enfoque conductista lleva a com plejos puntos de vista acerca de cm o los an im ales u tilizan la inform acin para decidirse, lo que a su vez ha inspirado muchos trabajos contem porneos ( v a s e , p. e j., Grafen, 2002 ; H errnstein, 1990).

1 . 4 . La revo lu c in cognit iva

Hoy en d a , vuelve a darse valor a l estudio de activ idad m ental. A m edida que se fueron reconociendo las lim itaciones del conductism o, los investigadores se fueron abriendo a otros enfoques pero esta reaccin en contra del conductism o habra tenido mucho menos efecto de no ser por cambios tecnolgicos cruciales, que llevaron a un nuevo modo de concebir la activ idad m ental. Este nuevo enfoque, desarro llado a finales de los aos cincuenta y prim eros de los sesenta, estuvo directam ente lig a do a l desarrollo de los ordenadores (G ardner, 1985) y domin de ta l modo el campo que este periodo de transicin ahora se conoce como la r e v o l u c i n c o g n i t i v a . Los conductistas sencillam ente hab an descrito las relaciones entre estm ulo , respuesta y consecuencias. Ahora los investigadores aprovecharon los ordenadores com o un m odelo de cm o tiene lugar la activ idad m ental hum ana; los ordenadores fueron un instrumento que perm iti a los investigadores exp licar los m e c a n i sm o s internos que producen la conducta. Los psiclogos y expertos en ordenadores H erbert A. Sim n y Alan N ew ell, a s com o e l ling ista N oam Chom sky, jugaron un papel crucial en esta revolucin a l dar ejemplos de cmo se puede progresar com parando la mente con un ordenador (F igura 1-3).

La revolucin cognitiva floreci cuando los investigadores desarro llaron nuevos mtodos para exam inar las predicciones de los modelos inform ticos, que a menudo explicaban la secuencia en la cua l supuestam ente tienen lugar actividades m entales especficas. Estos mtodos fueron una parte im portante de la revolucin cogn itiva porque perm itieron que la activ idad m ental pudiera estudiarse ms objetivam ente que con la introspeccin, y por consiguiente perm iti a muchos investigadores ir m s a ll del conductismo sin renunciar a la asp iracin de em pirism o, e l descubrim iento de nuevos datos m ediante una observacin sistem tica.

Una razn por la que los ordenadores fueron tan im portantes como modelo es que dem ostraron, de una vez por todas, porqu los investigadores tienen que pensar en los sucesos internos y no slo en los estm ulos, las respuestas, y las consecuencias de respuestas observables. Por ejem plo, im agine que su program a procesador de textos ha comenzado a ed itar TODO LO QUE ESCRIBE EN MAYSCULAS. Q u hace usted? En prim er lu gar, probablem ente com probar si la tecla del bloqueo de m aysculas est activada. C ualqu ier buen conductista lo aprobara: usted se est fijando en los estmulos y las respuestas. Pero supongam os que la tecla no est presionada. Ahora qu? Ahora usted sospechar que algo no funciona correctam ente. Por alguna razn, las pulsaciones del teclado no se estn in t e r p r e t a n d o correctam ente. Para resolver elwww.FreeLibros.org


F IG U R A I - 3 B IN A C , el C o m p u ta d o r A u to m tic o B inario , d e sa rro lla d o en I949

La te c n o lo g a de los o rd e n a d o re s se ha d e s a rro lla d o ta n d e p risa q u e m o d e lo s c o m p le jo s d e a c tiv id a d m en ta l se pue d e n p ro g ra m a r a h o ra en un o rd e n a d o r n o rm a l d e sobrem esa .(C o rte s a d e C o rb is /B e t tm a n .)

problem a, deber exam inar el program a para ver exactam ente lo que est haciendo. Estudiar los estm ulos y las respuestas es slo e l com ienzo; una com prensin exacta de lo que est ocurriendo, tanto en personas como en ordenadores, requiere ir al interior, en busca del mecanismo subyacente a lo que se puede observar directam ente. Finalmente, en los ltim os aos la B iologa ha llegado a ser una parte principal de la com binacin. Para saber e l porqu, hemos de considerar m s detalladam ente la n atu raleza de la activ idad m ental, lo que pasam os a hacer en el siguiente apartado .

Control de comprensin

1. Cules son las diferencias entre e l enfoque conductista y el cognitivo?2 . Por qu ocurri la revo lucin cogn itiva?

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1 0 PROCESOS COGNITIVOS: M ODELOS Y BASES NEURALES

2 Comprender la mente: la estructura de las teoras de la cognicinLa revolucin cognitiva condujo a una idea detallada de la estructura de una teora de la activ idad m ental, pero decir que las actividades m entales son com o program as in formticos es un salto en e l vaco . Pensemos en los equipos inform ticos, las m qu inas que llevan a cabo program as inform ticos, en com paracin con la m qu ina que produce la activ idad m ental es decir, e l cerebro. La verdad es que los o rdenadores y los cerebros aparen tan ser m uy diferentes y estn com puestos por m ateriales distintos. Adems, los program as de ordenador son algo distinto de los apara to s que los procesan; e l m ismo program a puede ejecutarse en muchos aparatos diferentes. Pero la activ idad m ental que tiene lugar en la cabeza del lector en este momento es suya y tan slo suya. Por qu habram os de suponer que los program as inform ticos tie nen algo que ver con la activ idad m ental que produce e l cerebro? Est c laro que la semejanza se lim ita a ciertos aspectos de los program as inform ticos. Pero a cules?

2 . 1 . M e n t e y cerebroLa d istincin entre el s o f t w a r e 3 de un ordenador sus program as y el h a r d w a r e 4 es un buen prim er paso ya que nos perm ite centrarnos en cm o funcionan los o rdenadores y no simplemente en su naturaleza fsica. La idea de que la activ idad m ental es como el s o f t w a r e y e l cerebro es como el h a r d w a r e no es del todo correcta. Si un program a de ordenador es til, en ocasiones se le convierte en un c h i p 5 y entonces llega a ser un elem ento del h a rd w a r e . Una vez transform ado, lo que era un program a (esto es, una serie de instrucciones a l ordenador) est ahora fotograbado como circuitos en un ch ip ; e l program a como ta l ya no existe ya no se pueden identificar partes del c h ip con las diferentes instrucciones del program a del ordenador? Por ejem plo , en un program a se podra escrib ir una instruccin para hacer que e l ordenador sum ar 10 nmeros, y luego otro para hacerle d iv id ir la sum a por 10 para ca lcu lar el promedio. En un c h ip , tales instrucciones no ex istiran ; en lugar de ello los circuitos lo graran el mismo resultado. An as , puede decirse que el c h i p hace lo mismo que el program a: sumar los nmeros y dividir por e l nmero de dgitos para encontrar el promedio. Esto es lo im portante: a pesar de que e l s o f t w a r e un program a no existe, todava podemos describir lo que realiza e l h a r d w a r e usando la m isma term inologa que hemos utilizado para describ ir e l program a.

La distincin decisiva no es entre s o f t w a r e y h a r d w a r e en s m ism os, sino ms bien entre niveles de an lis is , los diversos grados de abstraccin que se pueden em plear para describir un objeto. Por lo general, diferentes niveles de anlisis se basan en diferentes term inologas. Empecemos con e l ordenador: en un n ivel, se puede describir e l ordenador en trm inos de su aspecto fsico, considerando cmo la electric idad m odifica los campos m agnticos, observando como el calor se produce y se d isipa, y cosas por e l estilo . En otro n ivel, se puede describir e l ordenador en trm inos de sus funciones; esto es, en trm inos de q u e s l o q u e h a c e e l o r d e n a d o r : recibe in pu t en forma de sm bolos, convierte los smbolos en un cdigo especial, alm acena dicha

3 P ro g ram a in fo rm tico . (N . d e l T .)4 E quipo in fo rm tico . (N . d e l T .)5 C ircu ito in teg rad o . (N . d e l T .)www.FreeLibros.org

CAPTULO 1. C m o el cerebro da luga r a la m ente 1 1

inform acin y realiza operaciones con ella (sum ando, generando listas , com parando el i n p u t con la inform acin alm acenada, etc.). En este n ivel, en lugar de basarnos en el lenguaje de la F sica, p ara una descripcin precisa dependemos del lenguaje del procesam iento de la inform acin; es decir, e l alm acenam iento , e l m anejo, y la tran sformacin de inform acin. En Psicologa cognitiva, la activ idad m ental suele describirse en trm inos de procesam iento de la inform acin. Cuando usted est a ll sentado, sonriendo e intentando parecer relajado m ientras se desarro lla la entrevista de trab ajo, su cerebro est trabajando duro para perm itirle encontrar las respuestas m s oportunas. Para entender todo lo que interviene en cada una de sus preguntas y respuestas, se ha de entender cmo se procesa la inform acin.

Un aspecto crtico de la idea de niveles de an lis is es que una descripcin en un nivel no puede reem plazarse por otra de un nivel d istin to ; los niveles pueden aportar anlisis igualm ente vlidos e incluso reforzarse uno a otro , pero no son in tercam biables. En particu lar, e l anlisis de la activ idad m ental el nivel de procesam iento de informacin no puede reem plazarse por el nivel de una descripcin fsica del cerebro. Por qu no? Veamos algunos ejem plos. Puede reem plazarse una descripcin a r quitectnica de un edificio por una descripcin de sus lad rillo s, arm azones y otros m ateriales de construccin? No. Puede reem plazarse una descripcin de la funcin de unas tijeras por una descripcin de la d isposicin de los tom os de sus ho jas? Est d aro que no. Q u decir de la mano hum ana?: podra reem plazar una descripcin de huesos, tendones y msculos las descripciones de asir , acaric ia r y rem over? No. El ordenador y el cerebro no son diferentes de estos ejem plos. Para entenderlo del todo se ha de d istinguir entre un nivel funcional de an lis is (lo que las caractersticas arquitectnicas de un edificio deben conseguir, las acciones que unas tijeras y una mano realizan) y un nivel fsico de anlisis (en e l que se describen las propiedades fsicas de las partes que com ponen estos objetos).

Las descripciones a diferentes niveles de anlisis no pueden reem plazarse una por otra porque describen tipos de cosas cualitativam ente diferentes. Y sta es la razn por la que no se puede prescindir de una descripcin del procesam iento de la inform acin, qu es lo que efecta la activ idad m ental, y en lugar de ello lim itarse a exam inar el cerebro fsico que la origina.

Significa esto que el estudio del cerebro no tiene sentido en el estudio de la cognicin? De ningn m odo! Aunque no se puede reem plazar un nivel de anfisis por otro, se pueden obtener conocim ientos de las caractersticas de un nivel a partir de los otros. Probablemente no se podran fabricar unas tijeras que funcionaran con cartn mojado: es im portante conocer las caractersticas fsicas de los m ateriales para comprender cm o una hoja puede tener un borde cortante (y porqu algunos m ateriales son m s apropiados que otros). Del mismo m odo, la estructura fsica de la mano es lo que le permite todas esas cosas m arav illosas: sin p alm a, ni dedos ni pu lgar no hay prensin, caric ia o m ovim iento. Como se expondr a lo largo de este libro , los investigadores se han dado cuenta de que concebir la actividad mental como algo semejante a un ordenador fue un buen com ienzo, pero para entender com pletam ente la ac tiv idad m ental es necesario considerar los mecanism os neurales que la orig inan , lo que en ltim a instancia requiere com prender cmo el cerebro da lugar a la activ idad mental. El conocim iento del cerebro, el m s com plejo de los rganos, ayuda a com prender la cognicin, los sentim ientos y la conducta. Para ver cm o, prim ero hay que reflexionar m s detenidam ente acerca de la naturaleza del procesam iento de la inform acin que subyace a la activ idad m ental.www.FreeLibros.org

PROCESOS COCNITIVOS: M ODELOS Y BASES NEURALES

2 . 2 . R e p re s e n ta c i n m e n ta l

Toda nuestra activ idad m ental versa a c e r c a de algo un posible traba jo que podramos escoger, la cara de un am igo que vemos enfrente, pensamientos afectuosos de la cita de la ltim a noche . Los psiclogos cognitivos in tentan precisar cmo se representa internam ente la inform acin. U na representacin es un estado fsico (como las seales en una pgina, los campos m agnticos en un ordenador o las conexiones neuronales en un cerebro) que transm ite inform acin, sim bolizando un objeto, acontecim iento, o una categora o sus caractersticas. Las representaciones tienen dos facetas bien defin idas. Por una parte, la representacin tiene una f o r m a , el modo en el cual transm ite inform acin en otras p a lab ras , su form ato . Por ejem plo, un dibujo (es decir, una im agen) y una descripcin verbal (del tipo encontrado en un texto) son formatos diferentes (F igura 1-4). Los dibujos representan algo m ediante una sem ejanza grfica entre las lneas del dibujo y las partes correspondientes del objeto o la escena representados. Las descripciones (como estas palabras) representan algo g rac ias a reglas que perm iten que smbolos (letras y signos de puntuacin) se combinen de ciertos modos pero no de otros (en ingls escrito , w o r d es un orden aceptab le de smbolos pero odw r no lo es; Kosslyn, 1980 , 1994). Por otra parte, est e l c o n t e n i d o , el s ig nificado, que com unica una representacin determ inada. El mismo contenido puede com unicarse, por lo general, en m s de un form ato: las palab ras hab ladas y el cdigo morse son formatos diferentes que pueden com unicar el m ismo contenido. (Su decisin de so lic itar un trabajo particu lar a menudo puede depender de inform acin en la que usted obtuvo a l menos en dos form atos, palab ras escritas y hab ladas.)

2 . 3 . P ro c e s a m ie n to m e n ta l

Hace ruido un rbol a l caer en e l bosque si no hay nadie a ll para escucharlo? La respuesta, a l menos para los psiclogos, es c lara : no. El son ido es una cualidad psicolgica, que no es lo mismo que ondas de a ire com prim ido. H a de ex istir un cerebro para p e r c i b i r la pauta de com presin de las ondas, y son los im pulsos neuronales en el cerebro lo que da lugar a la experiencia del sonido. Si no hay cerebro, no hay sonido. De modo sem ejante, para entender cmo se realizan las representaciones es necesario tener en cuenta algo m s, a saber, los procesos que intervienen en ellas. Las palabras francesas transm iten inform acin a los que hab lan francs, y las seales de humo transm iten inform acin a los indios am ericanos que entienden el fuego, porque saben cmo in terpretarlas; p ara otros no tienen significado. Del mismo m odo, estos garabatos negros en la pgina delante del lector tienen significado slo porque ha aprendido a p r o c e s a r l o s apropiadam ente. Un proceso es una transform acin de la in form acin que se atiene a principios bien definidos para producir un resu ltado (ou t- p u t 6) especfico cuando se da una entrada de inform acin ( inpu t) determ inada. En un ordenador, se puede proporcionar un i n p u t presionando la tecla m arcada 4 y un proceso produce un o u t p u t , la form a 4 en la pan ta lla . El proceso asocia un in pu t con un ou tpu t .

Pensemos en el program a de procesam iento de textos de su ordenador. Si no hubiera modo de teclear el texto , n inguna form a de co rtar y pegar o suprim ir, ningn

6 S a lid a de in fo rm ac i n o resp uesta d e u n s is tem a. (N . d e l T .)www.FreeLibros.org

CAPTULO 1. C m o el cerebro da luga r a la m ente 1 3

modo de sa lvar y recuperar lo que se ha escrito , de que servira? Las representaciones de las palabras en la m em oria de acceso aleatorio (RAM ) y en el disco duro son tiles slo porque pueden ser procesadas. De modo sem ejante, una r e p r e s e n ta c i n m en ta l es una representacin que transm ite significado dentro de un sistem a de procesamiento un sistem a que incluye procesos diversos que interpretan y ac tan sobre representaciones, haciendo cosas diversas con ellas. Las representaciones m entales no representaran nada si no ocurriesen dentro de un sistem a de procesam iento. Por ejem plo, si nunca se accediera a las representaciones y no se interviniera en ellas m ediante procesos que las u tilizan de un modo especfico (com o, por ejem plo, interpretando su significado o hallando otras representaciones con las que estn asociadas), a efectos prcticos no ex istiran . Para ser m s concretos, un sistem a de procesam iento es un conjunto de procesos que operan juntos para llevar a cabo un tipo de tarea , usando y produciendo representaciones segn sea preciso. Un sistem a de procesamiento es com o una fbrica que recibe m etal, plstico y pintura como sum inistros y produce coches como resultado. En la fbrica se realizan m uchas operaciones diferentes, pero todas operan juntas para lograr un mismo objetivo.

Un concepto clave es que una actividad com pleja no puede efectuarse m ediante un nico proceso, sino que tiene que llevarse a cabo m ediante un conjunto de procesos, cada uno de los cuales realiza un aspecto diferente del trabajo to ta l (pensemos de nuevo en e l ejem plo de la fbrica de autom viles). N ingn program a extenso de ordenador es un simple listado de cdigos in interrum pido. M s bien, los program as se escriben en m dulos que in teractan de diferentes modos dependiendo de la naturaleza del i n p u t y del o u t p u t que se requiere. Esto puede ap licarse a l procesam iento de la inform acin que subyace a la activ idad m ental (M arr , 1982 ; Sim n, 1981).

U n algoritm o es un procedim iento paso a paso que garan tiza que un in p u t determinado producir un o u t p u t determ inado. Una buena receta es un algoritm o: siga una lista de pasos en su procedim iento que im plican usar determ inadas cantidades de

HAY U N A PELOTA EN C IM A DE U N A CAJA

Descripcin Im agen(representac in tip o proposic in ling stica) (representac in cuasip ic t rica )

E N CIM A (PELOTA, CAJA)

1. R elacin (p. ej., ENCIM A) 1. N o hay una re lac in defin ida2. A rgum ento(p. e j., PELOTA, CAJA) 2. N o hay a rgum entos de fin idos3. S in tax is (reg las pa ra co m b in a r los sm bolos) 3. N o hay una s in tax is evidente4. A bstrac ta 4. C oncreta5. N o ocu rre e n u n m ed io espacia l 5. O curre en m edio espacia l6. R e lac ionado a rb itra riam en te con e l ob je to 5. S e u tiliza la sem e janza pa ra transm itir

que representa in fo rm acin

F IG U R A 1-4 E jem plos de d ife ren tes fo rm a to s

B m is m o c o n te n id o p u e d e re p re s e n ta rs e ta n to m e d ia n te d esc rip c io n e s (re p re s e n ta c io n e s abstrac tas , s im ila res a p ro p o s ic io n e s ling s ticas) c o m o p o r im genes ( re p re s e n ta c io n e s c u a s ip ic t tr ic a s ). Se e

procesos cognitivos modelos y bases neurales

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