Resolvemos los problemas novedosos utilizando mapas cognitivos internos

¿Cómo tomamos decisiones sobre una situación que no hemos enfrentado antes? Un nuevo trabajo del Centro para la Mente y el Cerebro de la Universidad de California, localizada en Davis, muestra que podemos resolver problemas abstractos de la misma manera que podemos encontrar una ruta novedosa entre dos ubicaciones conocidas, utilizando un mapa cognitivo interno.

Los seres humanos y los animales tienen una gran capacidad para resolver problemas nuevos al generalizar a partir del conocimiento existente e inferir nuevas soluciones a partir de datos limitados. Esto es mucho más difícil de lograr con inteligencia artificial.

Los animales (incluidos los humanos) navegan creando un mapa representativo del mundo exterior en su cabeza mientras se mueven. Una vez que sabemos que dos ubicaciones están cerca una de la otra, podemos inferir que hay un atajo entre ellas incluso si no hemos estado allí. Estos mapas utilizan una red de «celdas de cuadrícula» y «celdas de lugar» en partes del cerebro.

En un trabajo anterior, el profesor Erie Boorman, el investigador postdoctoral Seongmin (Alex) Park, Douglas Miller y sus colegas demostraron que los voluntarios humanos podían construir un mapa cognitivo similar para obtener información abstracta. Los voluntarios recibieron información limitada sobre las personas en una red social bidimensional, clasificadas por competencia relativa y popularidad. Los investigadores encontraron que los voluntarios podían reconstruir mentalmente esta red, representada como una cuadrícula, sin ver el original.

El nuevo trabajo lleva la investigación más allá al probar si las personas realmente pueden usar un mapa de este tipo para encontrar las respuestas a problemas novedosos.

Como antes, los voluntarios aprendieron acerca de 16 personas que les dijeron que eran emprendedores, clasificados según los ejes de competencia y popularidad. Nunca vieron la cuadrícula completa, solo comparaciones entre pares.

Luego se les pidió que seleccionaran socios comerciales para empresarios individuales que maximizarían el potencial de crecimiento para un negocio que comenzaron juntos. Se suponía que un emprendedor con un puntaje alto en competencia pero bajo en popularidad se complementaría con uno con un puntaje de popularidad más alto.

«Por ejemplo, ¿sería mejor para Mark Zuckerberg colaborar con Bill Gates o Richard Branson?» dijo Boorman. (El experimento real no usó personas reales).

Mientras los voluntarios realizaban la tarea de decisión, los investigadores escanearon sus cerebros con imágenes de resonancia magnética funcional o fMRI.

Si los voluntarios estaban usando las celdas de la cuadrícula dentro de su cabeza para inferir la respuesta, eso debería ser medible con un enfoque de análisis una fMRI (imagen por resonancia magnética funcional), dijo Boorman.

«Resulta que el sistema en el cerebro muestra la firma de estas trayectorias que se calculan sobre la marcha», dijo. «Parece que están aprovechando el mapa cognitivo».

En otras palabras, podemos tomar información fragmentaria o vagamente conectada, ensamblarla en un mapa mental y usarla para inferir soluciones a nuevos problemas.

Los científicos han considerado que el cerebro toma decisiones calculando el valor de cada elección en una moneda común, lo que permite compararlas en una sola dimensión, dijo Park. Por ejemplo, la gente suele elegir el vino A en lugar del vino B según el precio, pero sabemos que nuestra preferencia puede cambiar según la comida que combinará con el vino.

“Nuestro estudio sugiere que el cerebro humano no tiene una carta de vinos con valores fijos, sino que ubica los vinos en un espacio multidimensional abstracto, lo que permite computar nuevos valores de decisión de manera flexible de acuerdo con la demanda actual”, comento Park.

El mapa cognitivo permite la computación sobre la marcha con información limitada, agrego Boorman.

«Es útil cuando las decisiones son nuevas», dijo Boorman. «Es un marco totalmente nuevo para comprender la toma de decisiones».

El mapa de navegación en roedores se encuentra en la corteza entorrinal, una parte «temprana» del cerebro. El mapa cognitivo en los seres humanos se expande a otras partes del cerebro, incluida la corteza prefrontal y la corteza medial posterior. Estas áreas del cerebro son parte de la red de modo predeterminado, una gran red cerebral «siempre activa» involucrada en la memoria autobiográfica, la imaginación, la planificación y la teoría de la mente.

Fuente: University of California – Davis

Articulo original:

Seongmin A. Park, Douglas S. Miller, Erie D. Boorman. Inferences on a multidimensional social hierarchy use a grid-like code. Nature Neuroscience, 2021; 24 (9): 1292 DOI: 10.1038/s41593-021-00916-3

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