Do Zombies Dream of Undead Sheep?

En su intento de sobrevivir a la amenaza de los “disidentes” zombis, los protagonistas de la película «Juan de los muertos» (Guión y dirección de Alejandro Brugués) intentan una aproximación al estudio del comportamiento zombi. Han descubierto que los zombis siempre tienen hambre, que comerán cualquier cosa que esté viva, y los clasifican en “liebres” y “tortugas”. Aunque las primeras características no les resultan sorprendentes, al fin y al cabo están en Cuba y sobrevivieron al “periodo especial”, el por qué unos son lentos y otros rápidos es algo de lo que no tienen la menor idea.

La lectura de Do Zombies Dream of Undead Sheep? A Neuroscientific View of the Zombie Brain (Timothy Verstynen y Bradley Voytek les habría servido de ayuda para comprender que, dependiendo de lo que la infección, o lo que sea, tarde en presentarse, el tiempo en el que un muerto pasa a un estado de no muerto, determinará los daños neuronales que afecten al cerebelo. Así, explica Bradley Voytek, en la película 28 días la transformación en zombi es inmediata, por lo que no hay tiempo para que el daño neuronal se extienda. Por el contrario, en el clásico La noche de los muertos vivientes o en la serie walking dead el tránsito a la no muerte va desde años  a  unos minutos, tiempo suficiente para que la descomposición o la falta de oxígeno afecte al funcionamiento del cerebelo y por lo tanto haya un déficit en el control de la conducta motora. (Entrevista a Bradley Voytek en Rethink Science. World Science Festival)

¿Realmente sueñan los zombis con ovejas no-muertas, de la misma manera que los androides soñaban con ovejas eléctricas?. Los estudios «experimentales» muestran que los zombies tienen desórdenes importantes en su memoria especial y vivencial. Este tipo de memoria se consolida durante el sueño, por lo que ver a un zombi golpear una y otra vez la misma pared y ser incapaces de salir de un pasillo, sería una prueba de que los zombies, si no duermen, al menos si tienen alterados los ciclos del sueño. Bueno, salvo los zombis cubanos, que si dormían

Timothy Verstynen es profesor asistente en el Department of Psychology and the Center for the Neural Basis of Cognition en Carnegie Mellon University. Bradley Voytek es profesor asistente del Computational Cognitive Science and Neuroscience en la University of California, San Diego. Ambos pertenecen al Zombie Research Society. Su libro es  es una aproximación didáctica y entretenida al funcionamiento del cerebro y a cuestiones clásicas de la neurociencia, que se enmarca dentro de la tradición por el estudio del zombismo que ya vimos en Zombie Science: Zombie Institute for Theoretical Studies dependiente del Zombie Institute for Theoretical Studies.

 

Introducción  (pdf)

Indice del libro

LIST OF FIGURES vii
PRELUDE SACRIFICES NOT MADE IN VAIN ix
INTRODUCTION
CHAPTER 1 GRAY’S (UNDEAD) ANATOMY 7
CHAPTER 2 DO ZOMBIES DREAM OF UNDEAD SHEEP? 27
CHAPTER 3 THE NEURAL CORRELATES OF LUMBERING 49
CHAPTER 4 HUNGRY, ANGRY, AND STUPID IS NO WAY TO GO THROUGH UNLIFE 66
CHAPTER 5 THERE’S NO CRYING IN THE ZOMBIE APOCALYPSE! 90
CHAPTER 6 TONGUE-TIED AND TWISTED 104
CHAPTER 7 DISENGAGEMENT DEFICIT OF THE DEAD 131
CHAPTER 8 WHOSE UNDEAD FACE IS THIS, ANYWAY? 149
CHAPTER 9 HOW AM I NOT MYSELF? 166
CHAPTER 10 ETERNAL SUNSHINE OF THE UNDEAD MIND 179
CHAPTER 11 FIGHTING THE ZOMBIE APOCALYPSE . . . WITH SCIENCE! 202
ACKNOWLEDGMENTS 231
GLOSSARY 233
INDEX 251

Entradas en el blog Sobre Zombis:

• ¿Puede un zombi romper una puerta con un ladrillo?
• TS-19

 

Modelos de cerebros en 3D

En esta imagen al microscopio, se pueden ver las neuronas (amarillo) insertadas en la estructura formada por la proteína de seda (Imagen del NIBIB)

Bioingenieros de  la Universidad de Tufts, del National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) de Boston, han conseguido crear un soporte biológico que permite implementar neuronas para conseguir áreas cerebrales en 3D.

El uso de placas de Petri para el estudio del funcionamiento de las neuronas y su capacidad para establecer sinapsis, ofrece unos resultados muy limitados debido a que el modelo en 2D que genera no puede representar la complejidad de la organización estructural de las áreas cerebrales. Disponer de un modelo en 3D de áreas del cerebro que refleje la complejidad de las sinapsis y la plasticidad cerebral,  permitiría estudiar el comportamiento de las neuronas de una forma controlada.

El trabajo de investigación, publicado en PNAS,  del equipo de bioingenieros dirigidos por David Kaplan ha conseguido generar una estructura sintética en la que se pueden implementar neuronas que establecen sinapsis creando así un modelo de un cerebro similar al de una rata. Aunque estructuras sintéticas que alojan neuronas ya existían, lo novedoso de esta nueva estructura es que consigue mantenerse viva durante unos dos meses.

La bioestructura es el resultado de combinar dos materiales diferentes. La estructura está compuesta de una proteína de seda que es porosa y  permite “anclar” neuronas. El segundo material es un gel de colágeno que posibilita que los axones lo atraviesen, y de este modo establecer las sinapsis en cualquier dirección, creando de esta forma redes de neuronas similares a las que se encuentran en el tejido cerebral.

Esquema del soporte en el que se insertan las neuronas. Las neuronas de las ratas se colocan en el anillo de la rosquilla y el axón en el centro atraviesa el gel para crear sinapsis

Ofrecer un soporte en el que insertar neuronas que se mantengan vivas durante un tiempo no es suficiente para estudiar su funcionamiento. Para ello es necesario crear redes de neuronas estratificadas en capas. Estos biomateriales permiten simular el córtex mediante unas rosquillas que se enlazan creando anillos concéntricos a modos de capas corticales. En el hueco interior de estas rosquillas, los axones puedan establecer las sinapsis con las neuronas corticales adyacentes. La combinación de estos biomateriales crea así un ambiente apropiado para la formación de redes neuronales estables.

Este modelo en 3D  va a facilitar el estudio de las lesiones cerebrales, simulando directamente las lesiones y estudiando los cambios electroquímicos que se producen tanto en las neuronas dañadas como en la red que se había formado.

Más información en “Tuft Now”

Ciborg: aspectos ético-jurídicos

Quisiera retomar este olvidado blog con una breve reseña que escribí hace ya más de un año para Red Fractal. El tema propuesto para el debate trataba sobre las implicaciones de la introducción de la nanotecnología en el uso de implantes cerebrales. La definición de términos como ‘ciborg’, o la noción de ‘mente extendida’ ya mostraban el potencial filosófico del tema, aunque yo me limité a redactar una breve reseña sobre tres artículos que permiten tener una primera aproximación de las implicaciones éticas y jurídicas del uso de implantes, y de la utilización de la nanotecnología para modificar nuestra arquitectura cerebral y por lo tanto, nuestras capacidades cognitivas.

Los debates y el material que se generó en Red Fractal podéis encontrarlos en estos enlaces

• «Nuevos conceptos de ciborg»
• «El ciborg, de la cabeza a la sociedad»

Aspectos éticos y jurídicos sobre el uso de la nanotecnología en la generación de implantes cerebrales

«Los centinelas» Xavier Dorison y Enrique Breccia

La creación de organismos cibernéticos abre la posibilidad de crear una realidad en la que la frontera entre lo natural y lo artificial -entre la mente y la máquina- quede diluida. Este escenario será posible mediante el uso de la nanotecnología y el diseño de implantes cerebrales, que permitan la curación de enfermedades y el aumento de las capacidades cognitivas naturales. El uso de esta tecnología genera importantes problemas técnicos, éticos y jurídicos. Sobre estos aspectos voy a citar tres artículos recogidos en Nanotechnology, the Brain, and the Future (Yearbook of Nanotechnology in Society Volume 3, 2013)

• Adam Keiper (2013) «The Age of Neuroelectronics». Este artículo apareció en en The New Atlantis. A journal of Technology & Society en 2006
• Berger, F., Gevers, S., Siep, L. y Weltring K. «Ethical, Legal and Social Aspects of Brain-Implants Using Nano-Scale Materials and Techniques» Apareció publicado en NanoEthics 2 (3) 2008
• Valerye Milleson «Nanotechnology, the Brain, and the Future: Ethical Considerations».

El artículo de  Adam Keiper comienza haciendo un recorrido histórico desde los primeros intentos por vincular los procesos mentales a la actividad cerebral en el siglo XVII, hasta el uso de implantes cerebrales en la actualidad para aumentar las capacidades cognitivas en humanos. El artículo continúa analizando las posibilidades y los problemas que se plantean en el uso de los implantes cerebrales y termina apuntando algunas cuestiones de neuroética al tratar los avances que ofrecen las ingenierías del cerebro en la generación de prótesis neuronales y el impacto que tendrá el uso de esta tecnología en la sociedad.

Los artículos de Francis Berger y de Valerye Milleson se centran en analizar los aspectos jurídicos y las consecuencias sociales que tendría el desarrollo de la nanatoecnología en su intento de generar implantes cerebrales.

Un problema básico que señala Valerye M. es que el uso de nanomateriales puede tener efectos secundarios no deseados sobre las personas y el medio ambiente. Una cuestión clave será, dada la dificultad que existe de experimentar con animales y de proyectar los resultados a humanos, examinar cómo se van a efectuar los experimentos, y cómo se van a establecer las fases de experimentación. En una línea similar Berger plantea aspectos legales que se pueden presentar cuando las personas a las que se les va a realizar un implante no son competentes para dar su consentimiento sobre todos los aspectos que incluye la manipulación del cerebro, entre otras cuestiones porque ni siquiera los propios investigadores conocen el alcance ni las repercusiones de la investigación. En estos casos, los propios pacientes son utilizados como sujetos experimentales.

La cuestión relativa sobre cómo considerar los propios implantes, suscita un debate no solamente jurídico, sino también social puesto que lo que está en juego es el acceso a estos implantes. ¿Deben ser tratados como productos farmacéuticos en el mismo sentido en el que hablamos de medicinas, o deben ser considerados como artefactos? La repuesta a esta cuestión es muy importante pues las normas y reglamentos jurídicos que se aplicarían serían distintos en el caso de que se considerasen a los implantes cerebrales como medicamentos o como artefactos mecánicos.

Valerye Mileson comienza destacando que aunque existen problemas a la hora de establecer criterios de demarcación sobre qué son “problemas éticos” en el campo de la tecnología, si se acepta que la nanotecnología tendrá un impacto decisivo en temas relacionados con la economía, el medio ambiente, la salud, la educación, la privacidad, la seguridad y la identidad de los sujetos, entonces no hay duda de que la ética, la moral y la filosofía deben dar respuesta a estos problemas.

Desde el punto de vista ético, tanto el artículo de Valerye M. como el de Berger destacan los problemas que se pueden presentar cuando el uso de implantes cerebrales afecten a la identidad de las personas y a los posibles cambios en su persona. El uso de implantes mediante nanotecnología puede servir para aumentar las capacidades cognitivas de personas más allá de lo que requiere su uso médico para sanar deficiencias o aumentando sus capacidades por encima de lo que serían niveles normales. Esta situación genera problemas éticos relacionados con la igualdad de oportunidades y la posibilidad de que la especie humana pueda escindirse en personas con altas cualidades cognitivas adquiridas artificialmente y aquellos grupos sociales que quedarán al margen –voluntariamente o no- de uso de estas tecnologías.

La posibilidad de suplantar procesos cognitivos mediante el implante de prótesis cerebrales tiene una repercusión importante en la Filosofía de la mente y en el intento de superar el debate entre las diversas formas de dualismo y las variedades de fisicalismo más o menos reduccionista. Por otro lado, la imagen tradicional de la mente humana vinculada a la metáfora del ordenador y desarrollada por la Teoría Representacional de la Mente, queda en entredicho si aceptamos que en la relación entre los circuitos neuronales artificiales y los naturales no interviene “lenguaje de programación” alguno, y es problemático sostener una teoría representacional de la mente, al menos tal y como esta se entienden tradicionalmente en filosofía. Pero esto son otras cuestiones.

Algunas cuestiones tratadas en este blog:

«Yo, mi smartphone, y yo mismo«

La psicología como ciencia y el criterio de demarcación de Fox Mulder

Como cada año, el modesto club de esgrima al que me honra pertenecer se reúne para planificar la nueva temporada. Al conjunto de buenas intenciones (mejorar los entrenamientos y nuestra forma física) se une la promesa de asistir a todas las pruebas que la federación convoque en la comunidad autónoma. ¿Lo que nosotros hacemos en nuestro club, cuando vamos a una competición, es lo mismo que hace Nikolai Novosjolor, medalla de oro en el último campeonato del mundo celebrado en Budapest?. Evidentemente no.

Gentileza de la Televisión Bolivariana. Ahí es nada

Pues bien,  para muchos científicos/as, especialmente aquellos que se agrupan en lo que de una forma muy vaga se suele llamar “ciencias duras”, y también para muchos filósofos/as, la situación de la Psicología es muy parecida a la nuestra. Algo similar a lo que practica el actual campeón del mundo de espada hacemos en nuestro club, pero sólo algo remotamente parecido.  También la actividad de investigación que se desarrolla en el campo de la Psicología guarda algún parecido con la actividad que se desarrolla en Física, Química o Biología, pero digamos que sólo guardan, como diría Wittgenstein, un cierto ‘aire de familia’.

La crítica a la Psicología como disciplina científica viene de lejos, al menos desde que a S. Freud se le ocurrió decir que la psicología que él practicaba era una ciencia de la mente. Recientemente hemos vuelto a ver esos ataques centrados en la dificultad que tendría la psicología para ingresar en el prestigioso club de las ciencias.  El microbiólogo y editor de Real Clear Science, Alex B. Berezow, publico en Los Angeles Times (julio 2012) un controvertido artículo titulado  “Why psichology isn’t science” en el que señalaba los cinco requisitos básicos que debe cumplir toda aquella disciplina que quiera ser tratada como científica, y que a su juicio no reúne la psicología. Básicamente estos requisitos serían los siguientes:

• Disponer de una terminología definida
• Esta terminología debe incluir términos que sean cuantificables
• Establecer unas condiciones experimentales controladas
• En estas condiciones experimentales juega un papel fundamental la reproducibilidad de los experimentos diseñados
• Capacidad para hacer predicciones y establecer pruebas fiables.

En su artículo, Berezow toma como ejemplo de investigación en psicología los estudios sobre las emociones y en concreto sobre la felicidad. Evidentemente, este tipo de estudios no pueden cumplir con los dos primeros requisitos, y de ahí que les resulte a los “investigadores” especialmente difícil cumplir con el resto. Como resultado, la psicología no puede aportar predicciones que sea útiles.

Berezow reconoce que no toda la investigación que se realiza en psicología se corresponde con este tipo de trabajos. Sin embargo, lo que está en juego es algo bastante serio que tiene que ver con los criterios de demarcación de lo que debe ser la práctica científica. Si los criterios que definen lo que es la actividad científica son tan laxos como para incluir este tipo de investigaciones, pensemos en lo que se hizo en el psicoanálisis o las interpretaciones que hicieron tipos como Lacan, Deleuze y toda su troupe, entonces ciencia es todo, y este pancientificismo colocaría en el mismo club a la astronomía y a la astrología.

En filosofía, quizá el ataque más virulentos a la psicología, o a lo que se conoce como psicología pop, esto es, el intento de explicar el comportamiento humano a partir del análisis lingüístico de las actitudes proposicionales mediante las que se expresan  las intenciones, deseos y creencias de los sujetos, lo encontremos en la obra de Paul y Patricia Churchland y su Materialismo Eliminativo.

«La tesis de que nuestra concepción de sentido común acerca de los fenómenos psicológicos constituye una teoría radicalmente falsa, una teoría tan esencialmente defectuosa que tanto los principios como la ontología de esa teoría serán eventualmente desplazados, más que reducidos con fluidez, por una neurociencia completa» (Churchland, P.M. 1995, p. 43). «El materialismo eliminativo y las actitudes proposicionales». 

Lo que tal reducción implicaría es la sustitución de la descripción tradicional realizada por la Psicología Pop de los eventos mentales por una descripción de acuerdo con los resultados obtenidos por las neurociencias, y esto tendría como resultado no sólo la eliminación del lenguaje tradicional de la Psicología Pop y su sustitución por el lenguaje propio de las neurociencias, sino que también  una reducción ontológica en la cual desaparecen los objetos y eventos que caracterizan al marco tradicional de la Psicología.

La falta de rigor científico de la que se acusa a la psicología no es algo nuevo y exclusivo de esta disciplina. Críticas similares se han realizado a las ciencias sociales, a la Economía y a la Sociología. La incapacidad predictiva de la economía se está haciendo patente en estos momentos de crisis, hasta el extremo de que se suele hablar de la economía como una “ciencia forense” que se limita a explicar las cusas por las que ha muerto el paciente, pero es incapaz de predecir su evolución y mucho menos aportar una cura.

Ashutosh Jogalekar ha escrito recientemente  «Is psychology a “real” science? Does it really matter?»   (Scientifc American. Agosto, 2013) que estas críticas son excesivas. Al fin y al cabo, la psicología es una disciplina joven si la comparamos con la física o la química, y todas han pasado por una adolescencia más o menos conflictiva. En química, nos dice, se utilizan  conceptos como ‘aromaticidad’, ‘polarizabilidad’ o ‘diversidad química’ que son difícilmente cuantificables. El problema no reside tanto en la posibilidad de cuantificar los conceptos que intervienen en una teoría (Modelos Teóricos, conjunto base y Modelos potenciales de la teoría, si queremos usar la terminología estructuralista), sino más bien en determinar si la disciplina en concreto es capaz de proporcionar definiciones operacionales “semicuantificables” que sean consistentes dentro de la teoría, y que sean útiles para hacer predicciones comprobables.

En un sentido muy similar en «“Is Psychology Science?” Is the wrong question» (Neuroskeptic. 19 de Agosto 2013) se nos advierte que no estamos haciendo la pregunta adecuada. La cuestión no es si una disciplina hace uso de una determinada metodología, o si utiliza determinadas herramientas de otros campos de la ciencia, por ejemplo de las Matemáticas, para hacer predicciones. Los científicos/as han venido adaptando sus prácticas y su metodología a la naturaleza de aquello que estudian.

 

No es correcto distinguir entre ciencia y lo que no es ciencia, Lo correcto es admitir que todas las disciplinas contribuyen de algún modo al conocimiento, y que algún subgrupo de estas disciplinas forman lo que denominamos ciencia

“Is Psychology Science?” Is The Wrong Question

Lo realmente importante es delimitar qué prácticas nos proporcionan un conocimiento verdadero y fiable.

Claro que sostener que la ciencia tiene como objeto la búsqueda de la verdad en su sentido más platónico-fregeano, no es decir gran cosa, y hace depender a la ciencia de un concepto tan problemático como es el concepto de’ verdad’. Esta idea de que existe un mundo verdadero ahí fuera  nos recuerda a la máxima del agente Fox Mulder “the truth is out there”. La misión de la ciencia sería descubrir las verdades, como expuso Newton en su autobiografía, a modo del joven que, escudriñando la orilla encuentra de vez en cuando un guijarro llamativo, mientras el “gran océano de la verdad” está frente a él.

La imagen puede resultar más o menos seductora, pero el concepto de verdad es tan escurridizo como el gato de Cheschire.

Claro que también podemos hacerle caso a Woody Allen: 

«_ Oh Kaiser, podemos escaparnos juntos, lejos de aquí. Sólo nosotros dos. Podríamos olvidar la filosofía ciencia. Establecernos en algún lugar y, tal vez, más tarde dedicarnos a la semántica» (“Para acabar con las novelas policiacas. El gran jefe”. Como acabar de una vez por todas con la cultura) 

[en el texto original la frase es “podríamos olvidar la filosofía”]

 

Pepsi o Coca-Cola. Aspectos epistémicos y éticos del neuromarketing

Todo comenzó con una pregunta trivial ¿Pepsi o Coca-Cola?.  En el año 2004 McCule (McClure et al. (2004). Neural correlates of behavioral preference for culturally familiar drinks. Neuron, 44, 379-389).publica un trabajo en el que se estudian los procesos cognitivos que están detrás de una decisión aparentemente tan simple como la elección entre dos refrescos. El trabajo se realizó sobre más de sesenta sujetos a los que se dividió en tres grupos. Al primer grupo se le da a elegir entre dos refrescos de marcas distintas y tienen que decidir cuál prefieren. A los sujetos de este grupo no se les ofrece ninguna indicación de la marca comercial de los dos conocidos refrescos. Al segundo grupo se le ofrecen dos refrescos idénticos, de la marca Coca-Cola y tan sólo en una de las muestras se indica la marca. En el tercer grupo la situación es idéntica a la del segundo, sólo que en este caso las muestras correspondían a la marca de refrescos Pepsi, y en una de las muestras sí aparecía el indicativo de la marca. Durante las catas a los sujetos se les tomaban datos de la actividad cerebral mediante resonancia magnética funciona (fMRI)

Los resultados de la prueba ya han pasado a la historia del marketing. En la prueba a ciegas la selección de los refrescos se decantaba levemente por encima del 50% hacia Pepsi. Sin embargo, cuando los sujetos conocían la marca, se producía un fuerte sesgos hacia Coca-Cola. Lo que muestra los datos recogidos por la fMRI es que en las catas a ciegas se activaba la zona ventromedial del lóbulo frontal, que es una zona que interviene en la toma de decisiones, mientras que en las catas con los indicativos de la marca de refrescos se activaban la corteza dorsolateral  prefrontal y el hipocampo, lo que sugiere que, en estos casos, en la decisión intervienen factores relacionados con la memoria y las vivencias asociadas a la marca que con los gustos sobre los refrescos. Evidentemente Pepsi debía de cambiar toda su estrategia de marketing.

La toma de decisiones no es un proceso meramente racional en el que no intervienen aspectos emocionales asociados a recuerdos más o menos conscientes de nuestras vivencias. Las agencias de publicidad conocen esto y las empresas dedican grandes cantidades de recursos a desarrollar estrategias de marketing que les permitan situarse en los mercados.

El uso de técnicas de imaginería cerebral para conocer los correlatos neuronales y los procesos cerebrales que aparecen involucrados en la toma de decisiones de los consumidores, es lo que se conoce como neuromarketing. En este sentido, el neuromarketing tiene los mismos objetivos que el marketing tradicional, esto es, comprender, explicar y predecir las conductas de grupos, individuos u organizaciones que sean relevantes para los estudios de mercado. Lo que añade el prefijo ‘neuro’ es el uso de técnicas experimentales y herramientas propias del campo de las neurociencias para obtener información sobre los procesos cerebrales de los consumidores, dejando a un lado la información subjetiva que manifiestan los sujetos cuando se les someten a las pruebas.

Los primeros trabajos en los que se vinculan las conductas y actitudes de los sujetos frente a la publicidad con la actividad cerebral aparecen publicados en 1984 ( Stewart, D.W. «Physiological measurement of advertising effect: an unfulfilled promise» Psychol. Market, 1, 43-48 y Weinstein et al. «Brain wave analysis in advertising research» Psychol. Market, 1, 83-96)

En 2002 se crea Brighthouse Institute for Thought Sciences, la primera compañía dedicada al neuromarketing asociada a la Emory University que, de forma un tan tanto polémica, proporcionaba investigadores y facilitaba el uso de fMRI. Es en octubre de ese mismo año cuando el profesor Ale Smits de la Eramus University of Rotterdam introduce el término “neuromarketing”. En la actualidad existen universidades que cuentan con departamento específicos de neuromarketing. El septiembre de 2003 la revista Forbes dedica su portada a un artículo firmado por Melanie Wells y el término se populariza. En 2012 se funda Neuromarketing Science & Business Association. (NMSBA) con sede en Holanda.

Las técnicas y herramientas para medir las respuestas cerebrales y fisiológicas en las pruebas que se realizan en neuromarketing son:

• Encefalografía (EEG)
• Resonancia Mágnetica Funcional (fMRI)Magnetoencefalografía (MEG)
• Tomografía de Emisión de Positrones (PET)
• Seguimiento ocular (Eye Tracking)
• Respuesta galvánica de la piel
• Electromiografía (EMG)
• Ritmo cardíaco

Veamos cómo funciona. Mediante una técnica que se conoce como neuro-trace con la que, haciendo uso de EEG, Electromiografía y la respuesta galvánica de la piel, se intenta medir aspectos relacionados con el índice de respuesta emocional ante los anuncios y el índice de respuesta cognitiva o nivel de atención que el sujeto presta ante un anuncio, se analizaron distintas versiones del anuncio del televisor Sony Bravia.

El índice de respuesta emocional ante el anuncio muestra unos picos de atención que coinciden con la presentación en el anuncio de unos estímulos visuales. La rana cruzando la calle es un estímulo que provoca una “reacción positiva” y que va a desencadenar otros picos de atención hasta que aparece el segundo estímulo, el logotipo de la marca con el slogan del producto.

(fuente de las imágenes meuromarca)

Para comprobar la relación entre la presentación del primer estímulo visual y las respuestas emocionales, se presentó un segundo anuncio en el que se había suprimido al escena de la rana. Los resultados fueron una disminución de la reacción positiva inicial, pero también una disminución de la atención y de la respuesta emocional ante la aparición del segundo estímulo con el slogan y la marca del producto.En este caso, el neuromarketing ayuda a comprender los elementos de la campaña publicitaria que ayudan a que el anuncio sea más eficaz.

¿Hasta qué punto las empresas deben tomarse estos trabajos en serio? En 2012 la empresa Innerscope Research realizó una prueba a más de 1000 voluntarios a los que se les mostraban 40 tráiler de películas y se medía la frecuencia cardiaca, la respiración, el sudor, respuesta motoras y movimiento ocular. El objetivo era medir la respuesta emocional que generan el tráiler  y predecir los éxitos de taquilla de las películas. El resultado del trabajo estimaba que cuando la respuesta emocional de un tráiler estaba por debajo de un umbral-65 la recaudación en taquilla sería inferior a 10 millones de dólares el fin de semana del estreno; mientras que si la respuesta emocional era superior a 80, la taquilla ascendería a los 20 millones el primer fin de semana. Al parecer las empresas de Hollywood sí se han tomado muy en serio estos trabajos.

Si se piensa que el neuromarketing es algo más que el uso de técnicas para medir el impacto que la publicidad tiene sobre nuestro cerebro con vistas a aumentar las ventas de un producto, entonces sí es posible generar líneas de investigación que aporten conocimiento sobre los procesos cerebrales involucrados en la toma de decisiones y las formas de comportamiento de las sociedades contemporáneas. En el artículo «What is ‘neuromarketing’? A discussion and agenda for future research» (Nick Lee et al. 2007. Internationa Hournal of Psychophysiology 63, 199-204) se presentan una serie de direcciones de investigación relacionadas con el estudio de la confianza que los consumidores tienen ante las marcas. No sólo se trata de estudiar la fidelidad que los consumidores pueden tener ante una determinada marca de un producto comercial, se trataría de estudiar cuestiones tan  interesantes como la confianza que pueden ejercer organizaciones sociales, ONGs o partidos políticos. En el campo de la publicidad las ONG cada vez están presentes con campañas muy agresivas en determinadas épocas del año. También se puede estudiar la confianza que ejercen marcas políticas o si la confianza que se tiene en una organización se transmite a los representantes de esa organización.

Es interesante estudiar cómo surge la confianza. Si los procesos involucrados son los mismos ante una marca comercial que ante la presencia de un amigo o de un familiar. También, relacionado con el tema de la confianza y como un factor fundamental de la economía y de las transacciones sociales está el tema de la negociación. Los estudios con fMRI muestran que en procesos de negociación, aquellas personas que tienden a cooperar y al intercambio son personas que generar una alta actividad en áreas asociadas a la comprensión y la proyección de estados intencionales sobre los demás.

Estas investigaciones pueden proporcionar herramientas muy potentes a las empresas que se dedican al marketing y a la publicidad. Los estudios sobre el impacto que los precios tienen sobre el consumo y la conducta de los consumidores, o el estudio sobre cómo se procesa información numérica, pueden aportar información que sea útil para el conocimiento de los mecanismos involucrados en el tratamiento de información muy específica y incluso proteger a los consumidores sobre técnicas de manipulación en el etiquetado de los precios.

La investigación en neuromarketing podría aportar información muy valiosa para comprender conductas adictivas o las conductas que presentan los consumidores compulsivos.

ponencia sobre neuromarketing de Mónica Deza, Vicepresidenta de McCann WorldGroup para The Future of Advertising

Aspectos epistémicos y éticos del neuromarketing.

En 2007 UCLA presentó un trabajo (“This Is Your Brain on Politics” New York Times 11 de noviembre 2007 )en el que se analizaban las reaciones cerebrales de distintas personas ante las imágenes de candidatos presidenciales. Entre las conclusiones del trabajo, se destacaba, por ejemplo, que las mujeres no solían mostrar actividad ante partidos, pero sí ante candidatos individuales. También se puede saber las áreas que se activan ante una imagen de un político o cómo reaccionan hombres y mujeres ante una misma imagen o una determinada palabra (‘demócrata’ vs ‘republicano’). Esta información puede ser muy útil para los responsables de las campañas electorales.

Este trabajo fue muy cuestionado y generó una gran polémica no sólo por los aspectos éticos implicados, sino también por la metodología y el alcance de los trabajos presentados.

Las personas pueden razonablemente mostrar preocupación ante la posibilidad de que los estudios en neurociencias en general y en neuromarketing en particular, puedan poner en peligro su privacidad. Este estudio sugiere que es posible conocer las opiniones políticas o la intención de voto de las personas.

Emily R. Murphy (Murphy et al. 2008 «Neuroethics of neuromarketing» Journal of Consumer Behavior, 7: 293-302) es favorable al establecimiento de controles y límites en las investigaciones en neuromarketing. Estos controles tendrían como objetivo preservar a aquellos colectivos más vulnerables, personas con daños cerebrales o trastornos psíquicos, menores, o colectivos que por cualquier motivo deban ser protegidos legalmente, de prácticas que pongan en riesgo su privacidad. También habría que incluir en estos grupos a los sujetos que se presentan como voluntarios a las pruebas y test que realizan las empresas de neuromarketing. En la actualidad no existen protocolos de investigación que garanticen los derechos de los sujetos experimentales ni de lo que las empresas privadas hacen con la información que obtienen.

El artículo mencionado también generó una polémica de carácter epistemológico relacionada con la metodología y el uso de las técnicas empleadas en las investigaciones en neuromarketing.

Las empresas que financian las investigaciones en neuromarketing no proporcionan mucha información ni sobre la metodología empleada ni sobre los resultados obtenidos, de esta manera eluden los controles y protocolos establecidos en cualquier investigación. La publicidad y la presentación de las investigaciones a la comunidad científica es la única garantía de que los trabajos están sometidos a controles y a procesos habituales de falsación.

A la falta de control sobre lo que las empresas privadas realizan, se unen las críticas que algunas organizaciones de consumidores han realizado sobre el hecho de que las universidades pongan a disposición de empresas privadas sus recursos técnicos y académicos sin que esos trabajos se lleguen a hacer públicos.

Por otro lado, las empresas suelen presentar sus trabajos acompañados de mucho fuego artificial en sus páginas web y suelen utilizar procedimientos de marketing para anunciar sus servicios en lugar de atender a los protocolos de control científico. Suele ser habitual encontrar expresiones tan poco realistas como “medimos lo que los consumidores realmente sienten y piensan”.  Este tipo de procedimientos pueden generar desconfianza de la población ante los estudios en neurociencias y pueden minar la confianza que la comunidad científica tenga ante las neurociencias. Esta tendencia a simplificar y a presentar de forma simplona lo que son complejos procesos cerebrales puede ser el resultado de una tendencia o moda hacia la “folk neurosciencie”  (“neurociencia popular”)  (“Our brains, and how they’re not as simple as we think”. Vaughan Bell The Guardian Neuroscience. Sunday 3 March 2013) en la que se simplifican y se distorsionan los trabajos y resultados que se realizan en neurociencia.

El amor, un Desorden Obsesivo Compulsivo

Cuando alguien acampa en tu cabeza

y, con todo, en este trance
en el vuelo quedé falto;
mas el amor fue tan alto,
que le di a la caza alcance
(San Juan de la Cruz)

Mucho se ha escrito, dicho y cantado sobre el amor sin que filósofos, poetas, antropólogos y eruditos varios hayan podido llegar a un acuerdo sobre qué es. A mí me gusta la definición que ofrece la antropóloga Helen Fisher, profesora de del Departamento de Antropología de la Universidad de Rutgers y autora del libro Why Him? Why Her?: Finding Real Love By Understanding Your Personality Typ, el amor sucede cuando “alguien acampa en tu cabeza”.

La Resonancia Magnética Funcional ha permitido a Fischer obtener imágenes cerebrales de voluntarios/as que se encuentran, según sus testimonios, en diferentes estados amorosos. La idea que se deriva de sus investigaciones es que el amor tiene su comienzo mucho antes de que alguien llegue a instalar su tienda de campaña en nuestra cabeza.

En un primer momento existe en cada uno de nosotros un instinto primario de la búsqueda de placer sexual y de encontrar una pareja. En esta etapa el deseo está ligado a los niveles de tetosterona en sangre. Tanto los hombres como las mujeres tienden a aumentar su actividad sexual cuando aumenta el nivel de tetosterona. Existe un grupo de células del hipotálamo llamado INAH3 (núcleo intersticial del hipotálamo anterior número 3) que está más desarrollado en los cerebros masculinos y que  es responsable de la recaptación de tetosterona.

El nivel de excitación de un sujeto cuando se le muestran imágenes de contenido sexual explícito  muestra un aumento de actividad del córtex cingulado anterior, un área relacionada con la fijación de la atención. El lóbulo frontal juega un papel fundamental tanto en la elaboración de ideas abstractas como en la conducta sexual que manifiestan las personas. Los daños en el lóbulo frontal dan lugar a extraños comportamientos sexuales como la erotomanía, una obsesión delirante que lleva a pensar a las personas que la padecen que otra persona, generalmente alguien famoso, está enamorada de ellos. También Oliver Sacks nos cuenta el caso de Natacha K. que ha sus 87 años, tras reaparecer una infección de espiroquetas de neurosífilis que había permanecido latente durante más de setenta años, empezó a mostrar una conducta desinhibida y según sus propias palabras se encontraba “retozona”.

Las áreas del lóbulo temporal próximas al lóbulo frontal también están involucradas en la función sexual. Lesiones en esta zona  próximas a la amígdala provocan el conocido como síndrome de Kluver-Bucy. En estos casos, el paciente  tiende a llevarse cualquier objeto a la boca o intenta tener relaciones sexuales con cualquier cosa. Una posible causa de este tipo de síndromes es que las lesiones corticales de esta zona impiden que se produzca una inhibición del núcleo ventromedial produciendo una necesidad continua de comer y de mantener relaciones sexuales a toda costa. La incapacidad de discriminar con qué se copula podría estar ligada a la incapacidad para reconocer categorías de objetos, función también localizada en el lóbulo temporal.

Putamen

En los trabajos realizados por Bartels y Zeki del University College de Londres («The neural basis of romantic love» NeuroReport, nº 11. 2000) se estudian los correlatos neuronales que existen en el “amor romántico”. En personas a las que se les mostraba el rostro de la persona amada se activaban áreas específicas que no aparecen involucradas en tareas de reconocimiento de rostros. Estas áreas incluían la ínsula, el núcleo caudado, el putamen y el cerebelo, áreas relacionadas con la coordinación de movimientos y sensaciones.

área tegmental ventral

Una réplica de estos trabajos coordinada por Lucy Brown del College of Medicine Albert Einstein detectó que en aquellas personas que se encontraban en una fase primaria del amor, aproximadamente algo más de un año de relación, también registraba una intensa actividad el área tegmental ventral, (VTA)que es un área vinculada a sensaciones de placer que también se activan con el consumo de cocaína y de heroína.

Cuando zarpa, el amor navego a ciegas

En una segunda fase del amor, la que se conoce como amor romántico y se corresponde con lo que se suele entender por “estar enamorado”, los sujetos manifiestan una clara “atracción sexual selectiva”.

Efectivamente Kamela tiene razón, cuando zarpa el amor, navego a ciegas (un mínimo de pudor me impide poner el video). Las características propias de esta fase del amor coinciden con los síntomas de un Desorden Obsesivo Compulsivo (DOC), en el que los sujetos no parecen responder a criterios racionales de comportamiento. Las personas que padecen un DOC tienden a comportarse de manera irracional y con conductas repetitivas. En esta fase de enamoramiento, las personas persiguen de forma obsesiva a la pareja, alteran su comportamiento habitual mostrando insomnio, taquicardias,  (130 pulsaciones por minuto); se liberan grasas y azúcares para aumentar la capacidad muscular y se produce también un aumento de los glóbulos rojos. Es común la falta de apetito, la dificultad para mantener la concentración, y lo que puede ser más peligroso, una total idealización de la persona amada que les lleva a tener una representación de la misma totalmente distorsionada.

Las emociones y sensaciones que se producen en esta fase del amor son más fuertes que las que se dan en la primera, al fin y al cabo, dice Fischer, nadie se suicida por un intento fallido de llevar a la cama a otra persona. Lo característico de esta fase romántica del amor es el aumento de placer y de la motivación para estar con la persona amada, y el profundo sentimiento de tristeza que se produce ante su ausencia.

Las sensaciones de euforia que se producen en los primeros periodos de esta fase –el «aquí te pillo y aquí te mato»- están ligadas a la combinación de dos agentes bastante “peligrosos”, la feniletilamina, un compuesto orgánico de la familia de las anfetaminas, y la dopamina. La dopamina está ligada al placer y a los sistemas de recompensa y motivación del cerebro.

Por cierto, la feniletilamina se encuentra en el chocolate, y esto ha llevado a algunos investigadores a sugerir que el alto consumo de chocolate sería un modo de combatir la abstinencia.

Fundamental en todo este proceso es el papel que juegan la oxitocina y la vasopresina. La oxitocina es segregada por la glándula pituittaria , estimula la contración de útero, lo que viene muy bien para el parto y también para las relaciones sexuales. La vasopresina es un antidiurético y controla el volumen y la presión en la sangre. Esta sustancia es fundamental para el mantenimiento de la memoria y se usa como un estimulador de la cognición. Dado el papel que la vasopresina y la oxitocina juegan tanto en proporcionar una sensación de bienestar como en el reconocimiento, parece normal que estén vinculadas a la fidelidad y al reforzamiento de los lazos amorosos entre los amantes.

Los trabajos realizados por Larry Young de la universidad de Emory con unas familias de topos que muestran conductas muy diferentes con sus parejas y con su prole, han permitido vincular la presencia de vasopresina en las relaciones estables en una pareja. El microtus ochrogaster o topillo de la pradera tiene el comportamiento sexual de Michael Landon en la Casa de la Pradera. Se mantienen monógamos durante su vida e incluso no vuelve a encontrar pareja aunque enviuden. También son colaboradores y se preocupan del mantenimiento de la prole. Por el contrario, sus primos los topillos de la montaña (microtus montanus), mantienen una vida disoluta en lo que respecta a sus relaciones de pareja y no se preocupan de sus descendientes. Al parecer, es la vasopresina la que determina la vida sexual de los topillos. Un gen es responsable de generar el neuroreceptor de la vasopresina, así que aquellos topillos que tienen ese gen fabrican el neuroreceptor en las cantidades apropiadas, y como consecuencia sus portadores son fieles hasta que la muerte los separa. Cuando a una hembra de topillos de la pradera se le inyecta una fuerte dosis de oxitocina establece una relación con el topillo que se encuentre más próximo.

Los trabajos publicados en 2005 (Kosfeld, Heinrischs, Zak, Fischbacher y Fehr«Oxytocin increases trust in humans» . Nature (435) relacionan un incremento en los niveles de oxitocina con la capacidad de las personas para asumir riesgos sociales y el aumento en la confianza interpersonal. Efectivamente, como todos vosotros estáis pensando, esto se puede comercializar. El Enhanced Liquid Trust se vende (desconozco sus efectos) como un “regulador de la atmosfera que nos rodea” con el objeto de mejorar nuestras expectativas de éxito social.

En un trabajo muy similar, la doctora Donatella Marazziti, psiquiatra de la universidad de Piza, buscó parejas que estuviesen enamoradas en un periodo de seis meses, pero que no hubiesen mantenido relaciones sexuales. Misteriosamente encontró a los sujetos experimentales (17 mujeres y 3 hombres) y les midió los niveles de serotonina en sangre. El análisis mostró un nivel de serotonina un 40% más bajo que en las personas que formaban el grupo control, personas que ni estaban enamoradas ni padecían un DOC, de ahí que se pueda afirmar que el amor produce locura, pero sólo temporal.

L is for the way you look at me
O is for the only one I see
V is very, very extraordinary
E is even more than anyone that you adore and

La locura del amor por suerte es temporal, y en un periodo de un año, año y medio, el coctel químico vuelve a los niveles aceptables. No podemos estar toda la vida navegando a ciegas, además es necesario desplazar la atención hacia los resultados del amor, no podemos estar cambiando pañales, dado biberones cada tres horas, lavando ropa y jugando, si tenemos todas nuestras energías y potencialidades dedicadas a los lances amorosos.

La última fase del amor es quizá la más curiosa. En esta fase, se sustituye la pasión por el compañerismo, el afecto y el apoyo mutuo. Arthur Sazbo ha realizado un estudio en el que se afirma que los hombres que se despiden de sus esposas por la mañana con un beso ganan entre un 20% y un 30% más, pierden menos días de trabajo y viven cinco años más.

Aunque también se vincula esta fase con un proceso de autoaceptación. Los trabajos de Lisa DeBruine permitían simular un juego en el que las personas podían compartir su dinero con personas desconocidas a las que sólo les veían las caras a través del ordenador. Lo interesante es que detrás del ordenador no había otras personas. La imagen de los supuestos compañeros era generada por un ordenador a partir de los rasgos de los sujetos experimentales. Las personas sólo compartían su dinero con aquellas imágenes cuyos rasgos eran similares a los suyos.

Spaun, un cerebro virtual que genera representaciones

No sé si el mundo es voluntad, pero sí que es representación. Aclarar qué es una representación o cómo la mente construye representaciones del mundo es uno de los problemas fundamentales en la Filosofía de la mente, incluso para aquellos que se declaran abiertamente antirrepresentacionalistas.

Chris Eliamisth

El carácter interdisciplinar de las neurociencias y de la filosofía de la mente o de la neurofilosofía se muestra precisamente cuando se abordan estos problemas. El equipo de investigadores del Centre for Theoretical Neuroscience de la Universidad de Waterloo en Canadá dirigido por Chris Eliasmith acaba de publicar una investigación (Science. 30 Noviembre, 2012 Vol 338) en la que mediante el diseño de un modelo virtual de un cerebro capaz de realizar tareas que requieren del uso de representaciones, se pueden empezar a analizar estas viejas cuestiones desde la nueva perspectiva que ofrece la Neurosemántica.

El modelo virtual de cerebro se llama “Spaun” (Semantic Pointer Architecture Unified Network) y en términos muy generales se presenta como una contribución más al intento de ofrecer una explicación de la conducta humana en términos neurobiológicos. Desde una perspectiva filosófica el proyecto encajaría dentro de una explicación naturalista, de carácter fisicalista, del contenido representacional.

El modelo en cuestión dispone de 2,5 millones de neuronas virtuales y utiliza las herramientas conceptuales y matemáticas que ofrece la Teoría de Sistemas Dinámicos para simular tareas propias de la cognición que integren las restricciones que tienen los sistemas biológicos reales. En definitiva, no se trata de crear un modelo artificial abstracto, sino de diseñar un modelo que explique y simule la actividad que genera un cerebro. Para ello Spaun incorpora en su diseño las estructuras anatómicas del cerebro y los mecanismos de disparo propios de las neuronas.

Spaun es un indicador semántico (semantic pointer) que realiza representaciones en un espacio n-dimensional mediante un método basado en un proceso de compresión y descompresión. En un espacio semántico n-dimensional, como los que se encuentra descritos en los ya clásicos trabajos de Paul y Patricia Churchalnd, una representación es un vector que indica un punto en ese espacio, de manera que, por ejemplo, aquellas representaciones que tengan un significado parecido, ocuparán lugares muy próximos dentro de ese espacio semántico. El significado de una representación vendría dado por su vector de activación correspondiente. Lo que la Teoría de Sistemas Dinámicos (TSD) añade es la posibilidad de estudiar cómo evolucionan los espacios a través del tiempo.

La TSD considera a los agentes cognitivos como un único sistema integrado compuesto por cerebro, cuerpo y entorno. De esta manera los modelos teóricos que se desarrollan pueden ser estudiados teniendo en cuenta las limitaciones que supone tratar con sistemas biológicos reales, superando así los problemas que presentan los modelos estrictamente computacionales o simbólicos presos todavía de un esquema cartesiano que escinde al sujeto de su medio.

Arquitectura funcional de Spaun. Crédito. C. Eliasmith at al. Science (2012)

La descripción de Spaun se hace desde una doble perspectiva. De un lado tenemos la estructura anatómica del modelo. Esta estructura se corresponde con el modelo anatómico que se define a partir del estudio de las áreas cerebrales y de las propiedades específicas de las poblaciones de neuronas. De otro, se dispone de una descripción funcional del modelo que incluye las funciones que puede realizar el sistema y que se corresponden con las áreas anatómicas descritas. Así, por ejemplo, el área visual se estructura en capas jerarquizadas que permiten recibir las señales del entorno y enviarlas a través del sistema representando patrones espaciales. Cada capa recoge las señales que recibe de la capa anterior, las agrupa y las envía al siguiente nivel simulando las funciones de las capas visuales del cerebro, del córtex visual estriado y del córtex visual interior en el que finalmente se produce la representación de objetos complejos.

Credito. C. Eliasmith et al. Science

Funcionalmente Spaun se organiza en cinco subsistemas que incluyen desde un sistema visual capaz de codificar y decodificar entradas de señales hasta un sistema motor de salida que permite dar una respuesta mediante un brazo articulado virtual.

Para comprender como Spaun puede generar una representación hay que entender el funcionamiento de NEF. NEF (Neural Engineering Framework) es una teoría aplicable a sistemas neurobiológicos que permite entender las representaciones como procesos de codificación no lineal y decodificación lineal de disparo de neuronas. Los procesos dinámicos que caracterizan las representaciones son tratados mediante un conjunto de herramientas matemáticas desarrolladas en la década de los 60 para describir el comportamiento de sistemas físicos complejos. La conducta de los sistemas físicos puede ser descrita a partir de ecuaciones diferenciales que se construyen sobre el valor que van tomando un conjunto de variables.

El funcionamiento de la Teoría Control para describir el comportamiento de un sistema físico queda recogido en el siguiente esquema

NEF (Eliasmith C. , 2009 y (Eliasmith, C. y Anderson, C. H., 2003)

El vector x(t) reúne las variables que describen el estado del sistema a partir de las entradas que recibe en un tiempo dado. Estas entradas se representan mediante el vector u(t) que también se usa para determinar las salidas futuras que el sistema ofrece (vector y(t)). Las matrices B, A, C y D actúan sobre cada uno de los vectores y ayudan a definir la conducta del sistema mediante la función de transferencia que realiza la integral o.

El modelo NEF puede ser modificado para que incorpore aspectos propios de la dinámica interna de las poblaciones de neuronas. La idea central es que un grupo de disparos de neuronas puede representar un vector en un espacio en un tiempo dado y que las conexiones entre un grupo de neuronas pueden computar las funciones de ese vector. Lo realmente interesante de este modelo es que permite entender las representaciones como procesos de codificación y de decodificación transformacionales de señales.

Una descripción naturalizada de las representaciones como esta evita las objeciones que se hacen a las teorías representacionalistas clásicas en las que el contenido de una representación depende de nuestra capacidad para operar proposicionalmente (Fodor), o de la habilidad para manipular símbolos (Teoría Computacional de la Mente).

Lo que hace Spaun es usar los patrones de disparo de las neuronas para implementar las representaciones neuronales que constituyen los indicadores semánticos. El proceso se realiza mediante la compresión y descompresión de señales. Por ejemplo, el número de células del córtex visual decrece desde el córtex visual primario al córtex temporal inferior que constituye la última etapa del sistema visual y se encarga del reconocimiento de objetos (Áreas 20 and 21 de Brodman). El sistema opera comprimiendo las señales que envía desde las capas iniciales a las finales que son descomprimidas cuando llegan al sistema motor y se ejecuta un movimiento. La compresión permite enviar paquetes de señales para que puedan ser manipuladas de un modo más eficiente, lo que facilita la generación de representaciones.

Más vídeos de Spaun resolviendo tareas

La tarea principal de Spaun es el reconocimiento de números o de letras que posteriormente debe copiar mediante un brazo articulado. Estas tareas incluyen el reconocimiento de imágenes, reconocimiento de series mediante su memoria de trabajo, el aprendizaje y otras habilidades que no pueden ejecutar los sistemas artificiales que se basan exclusivamente en modelos de disparos de redes neuronales. Además de copiar y dibujar, Spaun puede pasar con facilidad test de inteligencia (test de Raven) en los que hay que inferir, a partir de unas imágenes previas, la imagen que falta en una serie. (Ejemplo de un test de Raven)

Los resultados de estos test muestran que Spaun no sólo alcanza un nivel de aciertos del 88% frente al 89% de los humanos, sino que es capaz de ofrecer respuestas flexibles como hacen los sistemas biológicos.

Aunque la arquitectura de Spaun está diseñada para responder únicamente al tipo de tareas descritas, el modelo permitirá comprobar la viabilidad de teorías sobre el funcionamiento del cerebro y la posibilidad de que la neurosemántica ofrezca una explicación al problema de la representación, el último refugio del dualismo.

Referencias

• Churchland, P. S. (1986). Neurophilosophy. Cambridge: MIT Press
• Churchland, P. M. (1993). A Neurocomputational Perspective. Cambridge: The MIT Press.
• Churchland, P. M. (1996). The Engine of Reason, the Seat of the Soul. Cambridge, Massachusetts: MIT Press.
• Eliasmith, C y (varios) (2012) «A large-Scale Model of the Functioning Brain» Science. 30 de noviembre, Vol. 338
• Eliasmith, C. y Anderson, C. H. (2003). Neural Engineering. Computation, Representation, and Dynamics in Neurobiological Systems. Cambridge: MIT Press.
• Eliasmith, C. (2009). Neurocomputational Model: Theory, application, philosophical consequences. En J. Bickle, The Oxford Handbook of Philosophy and Neuroscience (págs. 346-370). Oxford: Oxford University Press.
• van Gelder, T. (1998). The dynamical hypothesis in cognitive science. Behavioral and Brain Sciences (21) , 615-665

Semana del conocimiento del cerebro

Desde hace ya diecisiete años se viene celebrando la «Semana del Conocimiento del Cerebro». Se trata de una campaña global organizada por la Dana Alliance for Brain Initiatives and European Dana Alliance for the Brain, que tiene como objetivos difundir los progresos que se han realizado en la investigación del cerebro. En esta campaña colaboran universidades, agencias de investigación, hospitales y otras organizaciones que de manera muy diversa aúnan esfuerzos por difundir las investigaciones y avances que se producen en el conocimiento del cerebro.

Durante 2012 en Barcelona se celebrará  la  VIII Conferencia Bienal de la Federación Europea de Sociedades de Neurociencia(FENS) y en Granada, el Parque de las Ciencias en colaboración con Fundación de Neurociencias de Nueva York, acogerá la exposición  “Brain. The inside Story”.

El Parque de las Ciencias de Granada será así el primer centro europeo al que llegará la muestra que es el resultado de la colaboración entre el Museo Americano de Historia Natural (AMNH), el museo chino Guandong Science Center y el propio Parque de las Ciencias. La exposición traza un recorrido por el cerebro y su actividad y está estructurada en cinco áreas: ‘El cerebro que siente’; ‘El cerebro emocional’; ‘El cerebro pensante’; ‘El cerebro en desarrollo’ y ‘El cerebro del siglo XXI’.  Se trata de una exposición interactiva en la que los visitantes podrán medir su memoria o comprobar la influencia de las emociones al tomar decisiones.

El Parque de las Ciencias incluye entre sus actividades previstas para la celebración de la «Semana del Conocimiento del cerebro» un programa de actos desde el 9 al 18 de marzo de 2012 que se inaugura con la conferencia “Los engaños de la mente: cómo los trucos de magia desvelan el funcionamiento del cerebro” a cargo de  Susana Martínez-Conde Drta. Lab. Neurociencia Visual Barrow Neurological Institute. Phoenix. USA y Miguel Puga. «Mago Migue» Mago.

También, en colaboración con el Instituto Federico Oloriz de la Universidad de Granada y el Centro de Profesores de la Consejería de Educación, organiza  el “Curso de actualización científica: El cerebro”, que tiene como objetivo profundizar en la anatomía, fisiología y coordinación del cerebro.

El calendario internacional de actividades puede verse en Brain Awareness Week 

“Idiots, Stupid and Criminal Students”

El análisis de la conducta de los adolescentes ha oscilado entre la comprensión paternalista y el desprecio más absoluto. En la actuación de Les Luthiers “Visita a la universidad de Wildstone”, el guión del documental traduce las palabras que usa el rector para referirse a sus alumnos: “idiots, estupids and criminal students” como “traviesos y pícaros estudiantes”. “A este niño le falta un hervor”; “ ¡ a ver cuándo maduras!” son expresiones que suelen ser utilizadas por los adultos cuando tratan, curiosamente a la vez, de recriminar y de explicar la conducta alocada, pícara, disoluta y en ocasiones idiota, estúpida y criminal de los adolescentes. ¿Es por tanto este un periodo en la vida de las personas que debe ser superado cuanto antes para poder ingresar así en la vida adulta? Una respuesta simple diría que sí, que efectivamente los adolescentes deben superar lo antes posible este estado alterado de su naturaleza para poder centrarse en aquello que realmente tiene importancia y hacerse de este modo unas personas de provecho y con futuro. Sin embargo, los estudios que se han realizado sobre el desarrollo cerebral en adolescentes muestran que esta etapa, con sus locuras e imprudencias, tiene una mayor importancia en el desarrollo de la persona de lo que hasta ahora se pensaba y que, precisamente, alargar el periodo de la adolescencia puede haber sido una respuesta ante los retos que supone la vida adulta.

En el trabajo recientemente publicado de David Dobbs “Beautiful Teenage Brains” (National Geographic, Octubre 2011), se comentan los estudios que se realizaron durante la década de los 90 en el NIH (National Institutes of Health) en adolescentes usando técnicas de imagenería cerebral que permiten conocer la evolución del cerebro desde la etapa infantil a la adulta, pasando por la controvertida adolescencia. El objetivo de estos trabajos era no sólo conocer los cambios anatómicos y neuroquímicos relevantes para explicar la conducta adolescente, si no también encontrar una explicación del papel que juega la adolescencia en la formación de la persona adulta, así como las relaciones, a menudo conflictivas, que se dan entre padres e hijos en esta etapa.

 Lo característico de adolescencia es que el tamaño del cerebro se ha clausurado, sin embargo lo que aumenta significativamente es su “recableado”, esto es, la complejidad de las conexiones entre neuronas que permiten la formación de redes que integran distintas áreas del cerebro. En este proceso tiene un papel fundamental la mielina. La mielina es una sustancia grasienta que recubre los axones de las neuronas y que facilita que los impulsos eléctricos viajen a la velocidad adecuada y lleguen con la sincronización necesaria para que las funciones que son implementadas en la red se realicen de forma eficaz. Se ha detectado que en la etapa comprendida entre los 12 y 25 años la mielinización aumenta significativamente, con lo que se ‘dispara’ la velocidad de conexión entre áreas muy distantes entre sí del cerebro.

En esta etapa de maduración cerebral aumentan también las conexiones del cuerpo calloso, el haz de fibras que unen los dos hemisferios; la complejidad de las conexiones en el córtex frontal y también el hipocampo. Es especialmente interesante las conexiones que se establecen entre el hipocampo y el córtex frontal, esto explicaría el papel que en la adolescencia juega el recuerdo de experiencias pasadas y su integración en la toma de decisiones. Es propio de adolescentes que las experiencias que les suceden, especialmente aquellas relacionadas con la interacción entre iguales y las redes sociales que van tejiendo, se vivan de forma muy intensa, de ahí que integrar las experiencias, las desilusiones y triunfos que se sufren a esta edad jueguen un papel fundamental en la toma de decisiones.

Cuando el desarrollo de una adolescente es normal, el equilibrio entre los impulsos, los deseos y conflictos de todo tipo, se resuelvan normalmente. Sin embargo, el equilibrio es muy inestable y los ajustes se producen de forma chapucera. Al fin y al cabo ya vimos que nuestro cerebro es una monumental chapuza (kluge).

Beatriz Luna, investigadora especializada en la conducta de adolescentes, realizó unos test experimentales sencillos para investigar la capacidad de inhibición de impulsos en adolescentes (Luna, B. y varios (2010)Immaturities in reward processing and its influence on inhibitory control in adolescence. Cereb Cortexl;20(7):1613-29). La tarea es sencilla, en una pantalla, por supuesto a modo de video juego, se le presentan al sujeto unos estímulos visuales. Los monitores les solicitan a los sujetos que intenten evitar dirigir la mirada hacia esos puntos de luz y que se concentren en otras áreas de la pantalla. La monitorización de la actividad cerebral de los sujetos mientras realizan la tarea muestra que a los niños/as a la edad de aproximada de 10 años les cuesta trabajo seguir las instrucciones y suelen sucumbir al impulso de la novedad y la curiosidad por lo prohibido (los estímulos visuales que tienen que tratar de evitar). Es a partir de los 15 años cuando la conducta se asemeja a la de los adultos y consiguen evitar la tentación de mirar al lugar prohibido. Lo realmente interesante es que los adolescentes hacen un uso menor de áreas relacionadas con la planificación y la concentración que los adultos que sí son capaces de utilizar estas áreas de forma automática para realizar la tarea, aunque los resultados mejoran cuando la tarea es recompensada.
Dobbs concluye que la menor utilización de estas áreas explicaría la inconsistencia que es propia en la conducta adolescente. Los adolescentes estarían empezando a aprender cómo usar estas áreas, y es por ello que el estrés, el cansancio o los problemas puedan causar fallos en el recableado de las redes, especialmente las que estarían relacionadas con la planificación de conductas o el análisis de las consecuencias de nuestras acciones.

Los trabajos de Sara-Jayne Blakemore del UCL (Institute Cognitive Neuroscience) apuntan en la misma dirección. Las imágenes tomadas mediante resonancia magnética en jóvenes que hacían un trabajo en el que tenían que planificar una tarea mientras evitaban una labor de distracción mostraron que en el córtex frontal había una gran actividad, aunque siguiendo patrones de trabajo caóticos. La dificultad a distraerse en clase y la facilidad con la que se evaden, especialmente en las clases de filosofía, es algo natural si se piensa que las áreas encargadas de la planificación y concentración están aún en periodo de formación. (Por qué a los adolescentes les cuesta trabajo concentrarse)

[Que fácil es evadirse de las clases ]
Desde una perspectiva evolutiva, la inconsistencia, los repentinos cambios de humor, la imprudencia de los actos de un adolescente, cumpliría una función adaptativa. Los rasgos problemáticos de la conducta adolescente (evitaré poner ejemplos para no delatarme) son fundamentales para la adaptación a un mundo totalmente cambiante y lleno de sorpresas. En definitiva, se trataría del proceso necesario para preparar al adolescente para “abandonar el nido”

Laurence Steinberg, psicólogo especializado en adolescente en la Temple University ha realizado unas investigaciones en las que se valoran los refuerzos sociales que reciben los adolescentes en sus juegos. En los videojuegos que tienen que resolver, la estrategia ganadora es aquella que consigue mantener un equilibrio entre el riesgo y una actitud “más conservadora”. Normalmente los sujetos consiguen resolver bien la tarea aunque hay diferencias entre el nivel de riesgo que algunos están dispuestos a asumir. Sin embargo, la conducta se modifica significativamente cuando hay observadores también adolescentes. En estos casos, el comportamiento es más agresivo y aumenta el riesgo que se normalmente se está dispuesto a asumir.

La verdad es que no se si sería necesario tanto experimento. Cualquiera que ha jugado a baloncesto habrá sufrido los codazos del colega que se sabe observado por alguna chica por la que siente interés, y todos hemos podido ver cómo ese jugador tranquilo, pasador y sacrificado defensor de los intereses de su equipo se vuelve agresivo, egoísta en su juego y un auténtico “idiot, estupid and criminal player”.

Esta conducta muchas veces imprudente y que coloca a los adolescentes ante situaciones de auténtico riesgo, se produce porque evalúan el coste riesgo-recompensa de forma diferente a la de los adultos. En esta etapa la recompensa se valora en mayor medida que las consecuencias de nuestros actos, y esta recompensa es especialmente valorada cuando se trata de una recompensa social. Quizá esto explique la absurda tendencia de colgar en youtube las “hazañas” o los actos, en muchos casos de pésimos gusto, y de alto riesgo, que realizan los jóvenes. Esta tendencia a correr riesgos podría proporcionar una ventaja adaptativa que se concretaría en una mayor capacidad para asumir situaciones novedosas y la toma de decisiones en contextos novedosos.

Dopamina

El aumento de los niveles de dopamina ligados a la recompensa emocional ayuda al fortalecimiento de las redes neuronales que se construyen y al aprendizaje de patrones de conducta. (Pleger B. et al. (2009). Influence of dopaminergically mediated reward on somatosensory decision making. PLoS Biol 7(7) A su vez, un mayor nivel de oxitocina ayudará a mejorar las relaciones sociales. Son los adolescentes los que pueden ofrecer situaciones novedosas y más atractivas que los adultos, de ahí la tendencia a relacionarse entre iguales. Tendencia que se ve acrecentada por la aparición de las redes sociales en internet. El círculo entre redes sociales y sistemas de recompensa social se ha cerrado finalmente.

Por otro lado, y esto es lo novedoso del estudio, una explicación alternativa nos dice que lo que hacen los adolescentes con su extraña conducta es invertir en el futuro. La mayor parte de la vida que le espera a un adolescente cuando pase a su etapa adulta se va a desarrollar entre los que ahora son adolescentes y no en el mundo construido por sus padres/madres. Esto es especialmente evidente en aquellas sociedades abiertas y en continuo cambio frente a las sociedades cerradas y más conservadoras. Conocer a sus iguales y comprender cómo se establecen las relaciones sociales aumentan las posibilidades de éxito.

El difícil papel de los padres. La cultura no crea la adolescencia, este es un fenómeno universal propio de nuestra especie, pero sí la moldea y fija la manera en la que se manifiesta en las distintas tradiciones y también su duración. Es en el seno de una cultura donde los padres tienen que lidiar con sus hijos/as adolescentes. Son estos los momentos de las grandes discusiones en las cocinas de las casas, de las negociaciones interminables para fijar la hora de llegada y la adecuación del vestuario de salida, y donde se pedirán las explicaciones oportunas por unos malos resultados académicos o alguna situación comprometida. Cuando uno ha estado en los dos lados de la trinchera llega a tener un cierto conocimiento de causa, y al parecer los adolescentes, en algún momento de su vida saben que la información y la experiencia que uno ha adquirido pueden serles útiles. Los padres pueden ofrecer algún tipo de guía o de conocimiento sobre cómo funcionan las relaciones sociales y otros grandes enigmas de la juventud. Este es el gran reto, nada fácil por otro lado, porque los adolescentes tienen que considerar que sus padres/madres están capacitados para ofrecer esta información, y los poadres/madres deben ser capaces de dar ese consejo llegado el caso. Y eso en un mundo tan heraclíteo como este es francamente difícil.

La prolongación de la adolescencia puede ser una respuesta evolutiva para adaptarse a un entorno cada vez más confuso y cambiante. La mielinización aporta una mayor velocidad de conexión y firmeza en las redes neuronales que se construyen; sin embargo, dificulta la aparición de nuevas conexiones en los axones, frenando de este modo la plasticidad cerebral. Por ejemplo, las áreas responsables del lenguaje quedan clausuradas a los 13 años. A esta edad se afianza el uso correcto de la lengua, pero con la clausura el precio que se paga es la dificultad para aprender una nueva lengua. La prolongación de la adolescencia, y soportar a adolescentes de 20 años, es la estrategia para conseguir una mayor flexibilidad y una mejor capacidad de adaptación a un medio inseguro y en un continuo proceso de cambio.

Las referencias a este artículo y su acusación de paternalismo no se han tardado. Simon Fischweicher “ The Neurological Excuse for Your Teen’s Idiotic Decisions” ha comentado que el artículo de Dobbs no debe caer en manos de adolescentes para evitar que estos recurran a explicaciones neurobiológicas que les permitan justificar su alocado comportamiento. La verdad es que no me imagino a mi hija diciendo “lo siento papá pero estoy neuroquímicamente programada para sobrevalorar las recompensas sociales, y eso bloquea la acción de mi córtex frontal para evaluar las consecuencias de mis actos, por lo que debes considerar normal que no dedicase el tiempo suficiente a preparar mi examen y si a ir al ‘Oboe’ (pub de moda entre la juventud motrileña). Sinceramente no veo peligro alguno en que los adolescentes lean los trabajos de Dobbs y los demás investigadores especializados en conducta de adolescentes. Es como se prohibiésemos a los hombres casados leer los trabajos en antropología evolutiva o sociobiología sobre la infidelidad, por temor a que los usen como argumentos ante una posible demanda de divorcio. Comprender el funcionamiento de la mente de los adolescentes, si es que esto es posible, puede servir de ayuda a los padres para tratar con sus hijos las posibles situaciones conflictivas a las que se puedan enfrentar, pero también puede ayudar a los jóvenes a comprender aspectos de su comportamiento que les resultan extraños y que aprendan a sopesar si merece la pena correr determinados riesgos.

Inteligencia Artificial Ecológica y ¡affordances por un tubo!

Imagen de la película EVA

Cuando mi amigo Manuel Heras, predoctoral  filosoia y neurociencias.) me comentó el tráiler de la película EVA, todo lo que escribió en su Facebook fue “¡¡affordances por un tubo!!”. Reconozco que como crítica cinematográfica no es muy acertada, pero la palabra ‘affordance’ en filosofía y psicología ecológica da mucho juego, y lo que tienen estas cosas, se empieza hablando sobre una película y se acaba hablando de los modelos de aprendizaje y el diseño de la arquitectura cognitiva en sistemas artificiales.

“En veinte años las máquinas serán capaces de realizar cualquier trabajo que un hombre pueda llevar acabo”.  Probablemente esta debería ser una de esas frases que encabezaran la lista de frases desafortunadas en la historia. Cuando en 1965 Herbert Simon  dijo esto,  debía de estar en la fase de “exaltación de la amistad y euforia” que antecede a la de “cánticos populares” y que termina con “insultos a la autoridad y al clero”. No recuerdo si “negación de la evidencia” (yo estoy bien mira, mira, -conectando con la mano abierta rodilla y nariz- era el principio o el final del proceso). El caso es que en aquellos años se las veían muy felices desarrollando programas informáticos que trataban de simular la conducta humana.

Genghis scrambling over rough terrain, and following a mammal

El intento de aunar ciencias, en principio tan dispares, como la Psicología y la Teoría de la Computación aparece ya en el trabajo de Alan Turing Computing Machinery and Intelligence en 1950. La idea sobre la que se fundamenta este intento es el supuesto teórico de que existe algo que la mente humana y un ordenador tienen en común: ambos sistemas son capaces de razonar lógicamente. Por lo que, siguiendo la tesis de Turing-Church , todo sistema computable podrá ser simulado mediante un procedimiento algorítmico, esto es, mediante un programa que podrá ser implementado en un sistema físico artificial. Dado que los sistemas cognitivos son sistemas que pueden ser descritos computacionalmente,  no hay en principio restricción alguna de tipo formal para diseñar programas que realicen las actividades que realiza todo ser humano.  Este es el origen de lo que se ha conocido como la GOFAI («Good Old-Fashioned Artificial Intelligence«) ampliada ahora a la GOFAIR («Good Old-Fashioned Artificial Intelligence and Robotics»).  Todo parecía tan fácil como manipular símbolos, diseñando programas, e implementar esos programas en un sistema de cómputo que siguiese el esquema E-P-S [Entrada (de información)-Procesamiento-Salida(de información)]

La vinculación entre los sistemas de cómputo de tipo algorítmico y los procesos cognitivos quedan perfectamente recogidos en la definición que ofrecía Margaret Boden allá por 1984: “Por “inteligencia artificial”, en consecuencia, entiendo el uso de programas de computadora y de técnicas de programación para proyectar luz sobre los principios de la inteligencia en general y de la inteligencia humana en particular”

Sin embargo, la cosa no iba a ser tan simple. Marvin Minsky en su libro La sociedad de la mente (1986) nos alertaba de  lo complejo que resulta programar a una máquina para que realice tareas tan sencillas como construir una torre con los típicos bloques de construcción con los que juegan los niños. El diseño, en los años setenta, de un programa llamado Constructor, realizado por el propio Minsky y Seymour Papert , que integraba una mano mecánica equipada con sensores táctiles y cámara de televisión y que tenía como tarea distinguir y seleccionar los bloque apropiados para hacer una construcción estable, permitió descubrir en palabras de Minsky que: […] muchas cuestiones cotidianas eran mucho más complicadas que la clase de problemas, acertijos y juegos que los adultos consideran difíciles. […] Limitémonos a considerar ese problema, aparentemente simple, de no volver a utilizar bloques que ya han sido incorporados a la torre. A una persona esto se le antoja mero sentido común: «no utilices un objeto para cumplir un nuevo propósito si ese objeto ya está dedicado a realizar un propósito anterior». Nadie sabe con exactitud cómo es que la mente humana resuelve esto.”

 Parece por lo tanto evidente que el cerebro, la mente humana, trabaja de una forma distinta a la propuesta por los diseños clásicos en computación. Básicamente hay dos tipos de problemas a los que se enfrentan los diseños clásicos en computación y que los sistemas naturales resuelven con bastante eficacia. De un lado, un sistema de procesamiento de información de tipo simbólico se va a enfrentar a problemas relacionados con la obtención de información del medio, y aquí aparecen dos cuestiones importantes. La primera tiene que ver con la cantidad de información del medio que hay que introducir en un programa para que realice tareas que a los sistemas naturales les resultan fáciles (El problema del cruzamiento). La enorme cantidad de factores que intervienen en la más sencilla de las tareas, y que se tienen que tener en cuenta en el diseño de un programa de ordenador, provoca que el número de computaciones que realiza el ordenador se expanda exponencialmente en relación con el número de factores que intervienen en el problema que  debe resolver. Esta situación da lugar a lo que Tienson llama una “explosión computacional inmanejable”. La segunda cuestión a tratar sería cómo se las ingenia un sistema artificial de este tipo para seleccionar, en tiempo real, que información, de la totalidad de información que aparece en el entorno, resulta relevante para realizar una tarea. Esto es lo que se conoce como el problema del marco o del entorno.

El segundo de los problemas que tienen los sistemas de computación simbólicos es que su arquitectura es muy distinta de los sistemas naturales. Los sistemas neuronales naturales son muy lentos, unas 1016 veces más lentos que los ordenadores. Un cambio de posición de 0 a 1 en un dispositivo electrónico tarda una milmillonésima de segundo, mientras que una neurona necesita una milésima de segundo para responder a una estimulación. Esta limitación en la velocidad de procesamiento se conoce como «la limitación de los 100 pasos». La idea es que si un cerebro natural tuviese que realizar las tareas habituales siguiendo el modelo que propone la IA clásica, entonces, dado el tiempo que tarda una neurona en responder a la estimulación electroquímica, el cerebro necesitaría al menos de esa cantidad de tiempo, una milésima de segundo, para realizar cada instrucción del programa. Por lo tanto, el número máximo de operaciones que puede ejecutar en una décima de segundo es 100. Esto supondría una restricción importante a la hora de diseñar programas que hicieran cosas interesantes.

La segunda diferencia importante entre un sistema de computación clásico y un sistema natural es que este último tiene lo que se conoce como una degradación “armoniosa” o “elegante”. La degradación elegante define la manera en la que los sistemas naturales pierden funciones o simplemente se van degradando. En un sistema natural la pérdida de funciones suele ser un proceso gradual. Una lesión en el cerebro puede afectar a ciertas tareas, funciones o propiedades mentales que están directamente relacionadas con las áreas que se vean afectadas por la enfermedad o por la lesión, sin que el resto de las funciones que dependen de otras áreas no dañadas se pierdan o se alteren. Por el contrario, los sistemas computacionales artificiales se degradan, en palabras de Francis Crick, catastróficamente. La más mínima alteración de uno de sus componentes colapsa al sistema entero.

Estas diferencias entre los sistemas cognitivos naturales y los sistemas cognitivos artificiales de la vieja IA  tienen  que ver con el hecho de que la GOFAI olvidó leer a Heidegger (vale, yo tampoco). La idea de diseñar programas en los que el entorno no juega papel alguno salvo ser un simple suministrador de información es un error conceptual importante. La cognición no es algo que se produce en el interior de un sistema independientemente de las relaciones que el sistema mantiene con su entorno.

María Muñoz -Universidad Autónoma de Madrid (Dpto. de Lingüística, Lógica y Filosofía de la Ciencia)-, y Alex Díaz -Universidad Autónoma de Madrid (Dpto. de Psicología Básica)- . resumen muy bien la situación. “Aquellas capacidades que parecen dar gran ventaja a los seres vivos son la capacidad de detectar información clave sin necesidad de muestrear todo el entorno, y la coordinación de estos sistemas con el medio. Las interacciones entre ambos no se reducen a una captura de datos, más bien son un intercambio de fuerzas, de momentos de inercia y de relaciones espaciotemporales” . (Inteligencia Artificial Ecológica para una nueva generación de robots. Factótum 7, 2010, pp. 53-61). La posibilidad de construir sistemas cognitivos artificiales que se integren en su entorno y que sean capaces de dar respuestas autónomas en tiempo real pasa por lo que M. Muñoz y A. Díaz llaman “el ajuste on-line de la máquina y su entorno”

Las arquitecturas cognitivas de este tipo se les conoce como arquitecturas dinámicas.  Los modelos cognitivos basados en arquitecturas dinamicistas interpretan la cognición como un proceso emergente y autoorganizado en el que se deben integrar tanto los factores relacionados con la actividad neuronal como los cambios producidos en el organismo y el medio en el que el sujeto está inserto. El modelo resultante es por lo tanto un modelo extendido que concibe tanto al sujeto y al medio como elementos que configuran un mismo sistema en el que cobra una especial importancia la dimensión temporal, esto es, cómo los procesos cognitivos resultantes de la interacción del agente con el entorno van evolucionando a través del tiempo.

El ejemplo clásico de sistemas acoplados al entorno y capaces de autorregular su conducta lo encontramos en el gobernador centrífugo de Watt o el planímetro polar de Runeson. Dejaremos para otro día una descripción de estos sistemas. Por ahora, baste decir que son sistemas que adaptan su conducta a los cambios del entorno  al considerarlo como un medio activo cuya dinámica va a determinar los estados a través de los cuales va evolucionando el  sistema; y a su vez, la interacción que el agente mantiene con el medio va a alterar la dinámica propia del entorno, creando de esta manera un bucle entre agente y entorno en el que  los procesos cerebrales, los estados físicos del agente y el medio constituyen un único sistema acoplado. El comportamiento de este sistema acoplado puede ser descrito mediante  ecuaciones diferenciales.

Es en este contexto de arquitecturas dinámicas de sistemas cognitivos donde entra en juego la noción de affordance. El entorno en el que se encuentra un agente o los objetos que integran el entorno poseen unas propiedades que permiten al agente interactuar con ellos, percibir estas propiedades es captar las posibilidades de acción que el agente tiene en ese entorno y las posibilidades de adaptación al mismo. Adaptarse al entorno, el Dasein (perdón) consiste en percibir las affordances. Saber las posibilidades que tiene el abrebotellas es todo lo que necesito para interactuar con el objeto y no tanto los datos relativos a su peso, tamaño etc.

Este nuevo paradigma en IA integra la Psicología Ecológica con la Teoría de Sistemas Dinámicos.  María Y Alex resumen los principios de esta Inteligencia Artifical Ecológica. (i) Adaptación. La conducta adaptativa del agente emerge de forma autónoma en función de las relaciones agente/medio. (ii) Minimalismo. Reproducir la mayor cantidad de comportamientos biológicamente inspirados con la menor cantidad de procesamiento centralizado. (iii) Dependencia del contexto. El entorno es una fuente de información y un campo de acción en el que interviene el agente creando un bucle de interacción en el que entorno y agente pueden modificarse para lograr la mejor adaptación. (iv) Flexibilidad. Es una consecuencia directa de los tres principios anteriores y permite que el agente se adapte a un entorno  sin tener que disponer de grandes bancos de memoria en los que se ha preinstalado la información relevante.

El trabajo de María Muñoz y de Alex Díaz termina haciendo un breve repaso histórico a los intentos por construir robots con arquitecturas dinámicas. Empezando por los primeros robots ecológicos en los años 40 (Elmer & Elsie). Un primer intento de acoplar agentes entre sí para que produzcan conductas interactivas e impredecibles (tampoco gran cosa), hasta BigDog (2005) auténtica mula de carga, imagino que aptas para moverse por las montañas afganas.o su versión pequeña LittleDog (2007) desarrollados por DARPA (Defence Advanced Research Project Agency).

 Hay que reconocer que esta gente se lo pasa bien

Como al parecer nadie escarmienta en cabeza ajena, Joseph Ritter, jefe tecnológico de Intel y miembro del SIAI(Instituto de la Singularidad para la Inteligencia Artificial) ha puesto una nueva fecha: el 2050. Para este año, las capacidades de los sistemas cognitivos artificiales habrán alcanzado las habilidades del ser humano. Y nosotros que estemos para verlo