Códigos Abstractos

 

Mente y Conocimiento

El conocimiento declarativo se contrapone al conocimiento procedimental.
La disociación entre ambos tiene su origen en la IA y se fundamenta en la distinción:

"Conocer qué vs. conocer cómo"

Representando el Conocimiento en la Mente

1. Planteamientos Previos

El Cognitivismo clásico considera la mente como un sistema manipulador de símbolos. 

Estudiar la representación del conocimiento se reduce a descubrir cómo vuelven a estar presentes en la mente humana: el mundo, sus objetos y propiedades.

Es decir, cómo se representa la información en nuestra mente.

Hasta la fecha, estas pretensiones distan mucho de haberse conseguido. 

Dos motivos:

1) por las dificultades metodológicas y experimentales que ello conlleva;

2) porque no está totalmente clarificado ni existe un consenso absoluto acerca de la necesidad de postular representaciones mentales que contengan el conocimiento del mundo.

2. ¿Qué Significa Representar el Conocimiento? 

Representar es volver a presentar, de ahí que la representación sea un modelo del objeto, evento o propiedad que representa. 

Al hablar de representación cognitiva del conocimiento deben distinguirse dos mundos, el mundo representado y el mundo representante:

Mundo representado: "El mundo, sus objetos y propiedades previos a su representación mental"

Mundo representante: "La representación mental del conocimiento del mundo, sus objetos y propiedades que puede ser descrita mediante un formalismo representacional"

3. Formalismos Representacionales

Se ha analizado cómo puede ser descrito formalmente el conocimiento en modelos, y posteriormente comprobar empíricamente el mayor o menor grado explicativo que puede ofrecer de la cognición humana. A dichos modelos se les denomina:

Formalismos representacionales: "Modelos concretos que especifican cómo se representa el conocimiento"

Los formalismos se han dividido en dos grandes categorías:

1) Formalismos simbólicos o clásicos: "Tienen como punto de referencia el ordenador que manipula símbolos"

Los formalismos clásicos, originariamente elaborados desde la psicología cognitiva y la IA, han sido múltiples. Existe un consenso en contraponer entre sí los modelos analíticos (redes semánticas, rasgos, esquemas, guiones, producciones) frente a los modelos analógicos basados en imágenes mentales.

2) Formalismos conexionistas: "Representaciones distribuidas en RNAs"

4. Formalismos Analíticos

Se definen como:
Formalismos analíticos:  "Formalismos representacionales que recurren a códigos abstractos proposicionales para describir el conocimiento. En ellos no existe correspondencia sensoperceptiva entre el mundo representado y el representante"

Las proposiciones deben entenderse como enunciados con valor de verdad, y los valores de verdad, admitidos desde la lógica son verdadero o falso.

4.1. Redes Semánticas

Una red semántica describe el conocimiento de nuestra memoria recurriendo a estructuras gráficas jerárquicas constituidas por nodos y líneas relacionales.

Los nodos sirven para representar categorías (animal, ave, canario) y quedan vinculados entre sí a través de flechas que representan relaciones.

De los nodos salen otras flechas punteadas que se refieren a los atributos específicos de esa categoría (tiene piel, se desplaza, come, respira...).

Las redes semánticas utilizadas por TLC (Teachable Language Comprehender) es un diseño de un programa de simulación de conductas por ordenador.

Esta estructura era consecuencia de la aplicación del denominado:

Principio de economía cognitiva: "En redes semánticas, con objeto de evitar sobrecarga en el sistema cognitivo, la información redundante en un determinado nivel es eliminada y dispuesta en un nivel de conocimiento superior"

La red es una estructura interconectada con una representación gráfica análoga a la utilizada en líneas de metro o ferrocarril, en donde las flechas representarían direcciones de trayectos y los nodos estaciones.

Tarea de verificación de sentencias: "Tarea experimental en la que los participantes deben pronunciarse sobre la veracidad o falsedad ante enunciados del tipo X es una Y"

El funcionamiento de la red se basa en la activación de nodos y recurre a un sencillo procedimiento que se denomina:

Propagación de la activación: "En redes semánticas no jerárquicas se refiere a cómo la activación de un nodo hace que los nodos más próximos se activen en mayor grado que los nodos más distantes"

4.2. Modelos de Rasgos

Smith, Shoben y Rips han propuesto un modelo formal de representar el conocimiento fundamentado en conjuntos o listas de rasgos.

Estos formalismos representacionales consideran que el conocimiento que las personas tienen de una determinada categoría no es sino el conjunto total de rasgos que la definen.

Sin embargo, no todos los rasgos son igualmente aplicados a todos los ejemplares de una categoría.

Un aspecto importante: el grado de distancia semántica existente entre categorías.

Hay que distinguir entre:

1) Rasgos definitorios: "Aquéllos que un ejemplar debe poseer para ser considerado, sin lugar a dudas, miembro de una determinada categoría y, generalmente, los poseen todos los miembros inequívocamente"

(Tener plumas o poner huevos es un rasgo definitorio de la categoría ave).

2) Rasgos característicos: "Aquellos que pueden ser más o menos habituales, dado que la mayor parte de ejemplares disponen de ellos, pero no son estrictamente necesarios para considerar al ejemplar miembro de la categoría"

(Volar, ya que hay aves que no vuelan (por eje. las avestruces), aunque es un rasgo característico de la mayoría de las aves).

4.3. Esquemas y Guiones

Los esquemas son formalismos que representan conocimiento general y no puntual.

Fueron originariamente denominados marcos (frames) y se utilizaron como conceptos computacionales en tareas de simulación de conductas por ordenador.

Esquemas: 

1) Son una especie de modelos cognitivos de la realidad que contienen información constante y variable.

2) Se organizan de forma animada, es decir: se incluyen unos dentro de otros, desde los más generales a los más particulares.

3) Sirven para representar cualquier tipo de conocimiento, desde el más concreto al más abstracto.

4) Son análogos a una enciclopedia mental, dado que representan todo nuestro conocimiento declarativo o consciente.

5) Tienen una naturaleza activa; no deben ser entendidos como rígidos modelos de la realidad, sino que se ponen en marcha activamente durante el PI.

Los guiones son esquemas que representan el conocimiento necesario concerniente a una secuencia reiterada de eventos que suceden habitualmente en la vida diaria.

Guiones: "Formalismos representacionales de carácter holístico que contienen multitud de información referida , no tanto a hechos puntuales, sino a secuencias de acción habitualmente repetida"

4.4. Producciones y Sistemas de Producción

Los modelos descritos hasta el momento son formalismos que en gran medida se refieren a lo que se denomina:

Conocimiento declarativo: "Conocimiento manifiesto de hechos o eventos que se pueden verbalizar fácilmente"

(Sé lo que hice ayer por la tarde, conozco cuál es la capital de Italia, etc.).

Se contrapone al:

Conocimiento procedimental: "Se refiere a usos, habilidades, destrezas, difíciles de verbalizar y que se suelen manifestar a través de la ejecución"

(Conducir un vehículo, escribir, caminar...).

Los científicos cognitivos se han planteado si es posible encontrar algún formalismo que permita describir el conocimiento procedimental y creen haberlo encontrado en las llamadas:

Producciones: "Secuencias de "condición-acción" que, representadas en lenguaje proposicional, serían formalismos del tipo "Si...entonces..."

Es posible solucionar cualquier problema perfectamente diseñado, recurriendo a una secuencia de producciones encadenadas, constituyendo lo que se denomina: sistema de producción.

5. Formalismos Analógicos

Todos los formalismos presentados hasta ahora son formalismos analíticos.

En ninguno de ellos existe una correspondencia o analogía sensoperceptiva entre el mundo representado y el mundo representante.

Formalismos analógicos:: "Formalismos representacionales que recurren al concepto de imagen mental, en los que se descubre una estrecha correspondencia entre el mundo representado y el representante"

5.1. Rotación Mental de Imágenes

Si rotar un objeto físico en el espacio toma un tiempo, se deduce que algo similar debe ocurrir con la imagen mental de dicho objeto.

El grupo de Shepard ha investigado exhaustivamente este fenómeno que en su momento generó furor sobre la posibilidad de las imágenes como formalismos representacionales:

dicha rotación mental parece producirse en tiempo real y a una velocidad angular constante.

Sin embargo, estos trabajos presentan algunas dificultades que ponen en entredicho que los participantes manejen información basada exclusivamente en las imágenes mentales.

5.2. Generación de Imágenes Mentales

Stephen Kosslyn propone que las imágenes deben ser entendidas dentro de un contexto o medio espacial mental que dispondría de propiedades análogas a un espacio físico, tales como límites espaciales, capacidad o resolución.

El aspecto más interesante de su modelo se refiere a la forma en la que se generan las imágenes mentales: ¿Cómo surgen? ¿De dónde provienen?

Kosslyn entiende que existen dos sistemas de almacenamiento diferentes en los que se representa el conocimiento de los objetos, uno de naturaleza visual y otro de naturaleza proposicional:

1) El almacén visual dispone de información concerniente a cómo se generará la imagen en el medio espacial; este almacén dispone de formas básicas de imágenes de objetos a modo de esqueletos, las cuales pueden ser completadas con información adicional específica.

2) El almacén proposicional es amodal y contiene información sobre significados, propiedades o relaciones.

La distinción entre ambos sistemas es importante y está en el origen de la formación de las imágenes.

La manera clásica de entender el medio espacial donde se genera la imagen ha sido aplicando la denominada analogía del tubo de rayos catódicos (CRT), desde la que se considera que la imagen mental dispone de características análogas a la imagen que aparece en un monitor de televisión.

La imagen mental conserva las propiedades métricas y espaciales del objeto que representa.

En una serie de trabajos de Kosslyn, cuanto mayor distancia existía entre las dos localizaciones, mayor era el tiempo que tomaban los participantes en recorrer mentalmente el camino.

Kosslyn ha llegado a determinar lo que denominó el ángulo visual del ojo de la mente.

Es decir, análogamente a lo que sucede en el mundo físico, en donde un objeto con tamaño constante genera un ángulo visual mayor cuanto más cercano se dispone del observador, algo similar sucede con las imágenes mentales.

5.3. Crítica de la Imágenes Mentales

La admisión de las imágenes mentales como formalismos representacionales suscitó un debate clásico que parece perdurar en tiempos actuales.

Los máximos representantes del mismo han sido Zenon Pylyshyn por el lado de los proposicionalistas y Stephen Kosslyn por el lado de las imágenes:

1) Los proposicionalistas no ponen en duda en ningún momento la existencia psicológica de imágenes, sino que sus críticas se refieren exclusivamente a la utilidad de estos constructos como formalismos válidos para representar el conocimiento.

Entienden que el conocimiento almacenado en la memoria está constituido por información que puede ser cierta o falsa.

Por ello, las proposiciones son los mejores y únicos formalismos para representar dicho conocimiento, dado que son abstractas, no se identifican con las frases del lenguaje, y permiten caracterizar adecuadamente el conocimiento almacenado, pues poseen valor de verdad (verdadero-falso).

Las imágenes no afirman ni niegan nada y por tanto no sirven como modelos representacionales.

La imagen es un simple epifenómeno derivado de otros procesos mentales.

Si las imágenes precisan de códigos proposicionales para generarse:
¿Qué sentido tiene admitirlas, si con los códigos es más que suficiente?

2) Los defensores de las imágenes admiten la validez de éstas como formalismos representacionales.

Sin embargo, mantienen que la imagen debe ser también admitida como constructo representacional pues, ante determinados tipos de información, es mucho más funcional y útil la utilización de un formato analógico frente al estrictamente analítico.

Las imágenes representan mucho mejor determinadas propiedades de los objetos y, en la última década, con el desarrollo de las técnicas de neuroimagen, se ha producido un espectacular avance en su investigación, altamente vinculada a mecanismos de naturaleza perceptiva.

Ante esta polémica, algunos investigadores han llegado a afirmar la imposibilidad de establecer decisiones acerca de lo acertado de una u otra posición debido al alto nivel de abstracción de los modelos, debiendo ser la preferencia del investigador o los criterios de parsimonia científica los que deban decidir. 

5.4. Imágenes y Percepción

Según Kosslyn, en la percepción y la imaginación subyacen algunos mecanismos que pueden ser compartidos.

Desde una perspectiva neurocognitiva, se ha recurrido a la Resonancia Magnética Funcional (RMF) y a la Tomografía de Emisión de Positrones (PET).

Kosslyn analiza la detección de características de alto y bajo nivel, tanto en la percepción como en las imágenes:

_alto nivel: propiedades emergentes globales (simetría, paralelismo);

_bajo nivel: intersecciones entre líneas en forma de T o Y.

6. ¿Es Necesario Admitir Representaciones Mentales?

Si bien es cierto que el tema de la representación del conocimiento ha sido un tópico central de debate en la ciencia cognitiva actual, no es menos cierto que existen posiciones detractoras desde las que se asume lo innecesario que resulta recurrir a representaciones para describir el conocimiento del mundo y sus propiedades.

Dos enfoques: el conductista radical skinneriano y el ecológico gibsoniano.

6.1. El Conductismo Ortodoxo Skinneriano

El Modelo conductista radical desarrollado por B. F. Skinner parte de la concepción del organismo entendido como una caja negra, en donde resulta inadmisible cualquier concepto relacionado con referentes privados inobservables.

A juicio de Skinner, hablar de representación del conocimiento en la mente es un término vago e indefinido que no resulta útil en el control y predicción de la conducta

El único nivel válido de explicación del comportamiento humano es el que procede a través del análisis experimental de la conducta, el cual exige la identificación de las relaciones funcionales entre el ambiente y el comportamiento.

6.2. Presentacionalismo Gibsoniano

La Teoría de la percepción directa gibsoniana considera que hay una interacción o resonancia entre el animal y su medio, en donde el animal capta de manera directa la información, sin necesidad de recurrir o poner en marcha proceso cognitivo alguno que interprete el mundo.

De ahí que la perspectiva de J. J. Gibson sea una perspectiva presentacional.

Presentacionalismo:  "Doctrina radicalmente opuesta al representacionalismo. Desde ella se admite que las representaciones mentales son simples epifenómenos, innecesarios para explicar la recogida de la información, pues el conocimiento se capta directamente a través de los sentidos, sin necesidad de ser sometido a representaciones mentales ulteriores"

Las consecuencias de esta posición teórica son dobles:

1) Lejos de considerar los sentidos como simples receptores fisiológicos pasivos que responden a energías externas, éstos son considerados como auténticos sistemas perceptivos que captan directamente la información, los objetos del mundo y sus propiedades.

Realmente, son sistemas de búsqueda activa de información que reflejan las cualidades de los objetos y son susceptibles de maduración y aprendizaje.

2) La admisión de que los eventos del mundo y sus propiedades son captadas directamente por sistemas perceptivos hace innecesaria la presencia de ejecutivos centrales, homúnculos u ojos de la mente que procesen y codifiquen la información en un formato representacional.

¿Por qué asumir la existencia de representaciones si el conocimiento de los objetos del mundo junto a sus propiedades se captan directamente sin implicar proceso mediador alguno?

Polémicas:

Ambas propuestas, y especialmente el enfoque ecológico de Gibson, han generado numerosas polémicas al respecto, sobre todo en el seno de la Psicología cognitiva.

Posiciones cognitivas integradoras consideran que si bien la propuesta ecológica explica la recogida de información por parte del animal, deja sin explicar uno de los aspectos más relevantes como es el procesamiento de la misma por el organismo, para lo que parece necesaria la codificación de la información en forma representacional.

Se advierte así que la información que maneja el animal no es solamente la que recoge procedente de su nicho ecológico, sino también la que se ocasiona en formato representacional como consecuencia de la puesta en marcha de procesos internos de codificación.

Contrariamente a estas posiciones integradoras, algunos autores rechazan contundentemente el enfoque ecológico de Gibson argumentando la falta de soporte empírico.

Puede que sea cierto, pero no se debe a la despreocupación de los investigadores por diseñar rigurosas investigaciones, sino a la dificultad de llevarlas a la práctica.

Ciertamente, en la actualidad es innegable la repercusión que las propuestas de Gibson han tenido en la psicología de la percepción contemporánea.

En relación al Modelo conductista radical de Skinner, que parte de la concepción del organismo entendido como una caja negra, en donde resulta inadmisible cualquier concepto relacionado con referentes privados inobservables, y a la Teoría de la percepción directa de Gibson, la cual considera que hay una interacción o resonancia entre el animal y su medio:

alguien ajeno al alcance de ambas propuestas podría quizá plantearse, si es posible establecer un paralelismo entre ambos modelos y la compleja percepción de la mente humana, con sus inobservables códigos abstractos.