5.7: Capas horizontales de control

La ciencia cognitiva clásica suele asumir que el propósito principal de la cognición es la planeación (Anderson, 1983; Newell, 1990); esta planeación se utiliza para mediar la percepción y la acción. Como resultado, las teorías clásicas toman la forma del ciclo sentido-pensar-acto (Pfeifer & Scheier, 1999). Además, el componente “pensante” de este ciclo se enfatiza mucho más que el “sensato” o el “actuar”. “Un problema con el intento de la psicología de la teoría cognitiva ha sido nuestra persistencia en pensar en la cognición sin traer procesos perceptuales y motores” (Newell, 1990, p. 15).

La ciencia cognitiva encarnada (Agre, 1997; Brooks, 1999, 2002; Chemero, 2009; Clancey, 1997; Clark, 1997, 2003, 2008; Pfeifer & Scheier, 1999; Robbins & Aydede, 2009; Shapiro, 2011; Varela, Thompson, & Rosch, 1991) reconoce la importancia de sentir y actuar, y reacciona contra la cognitiva central control. Sus defensores más radicales se esfuerzan por reemplazar completamente el ciclo sentido-pensar-actuar con mecanismos de sentido-acto.

Esta reacción concuerda con varios temas del capítulo actual: la importancia del entorno, los grados de encarnación, la retroalimentación entre el mundo y el agente, y la relación integral entre el cuerpo de un agente y su umwelt. Dados estos temas, resulta bastante plausible rechazar la propuesta de que la cognición se utiliza para planificar, y postular en su lugar que el propósito de la cognición es guiar la acción:

El cerebro no debe ser visto principalmente como un locus de descripciones internas de estados de cosas externos; más bien, debe ser visto como un locus de estructuras internas que actúan como operadores sobre el mundo a través de su papel en la determinación de acciones. (Clark, 1997, 47)

Es importante destacar que estas estructuras no se interponen entre la detección y la actuación, sino que proporcionan vínculos directos entre ellas.

La reacción basada en la acción contra el cognitivismo clásico se caracteriza por el trabajo pionero en robótica basada en el comportamiento (Brooks, 1989, 1991, 1999, 2002; Brooks y Flynn, 1989). El roboticista Rodney Brooks construye el sándwich clásico como un conjunto de capas de procesamiento verticales que separan la percepción y la acción. Su alternativa es una disposición jerárquica de capas de procesamiento horizontales que conectan directamente la percepción y la acción.

El enfoque del comportamiento basado en la acción de Brooks se llama arquitectura de subsunción (Brooks, 1999). La arquitectura de subsunción es un conjunto de módulos. Sin embargo, estos módulos son de naturaleza algo diferente a los que se discutieron en el Capítulo 3 (véase también Fodor, 1983). Esto se debe a que cada módulo en la arquitectura de subsunción puede describirse como un mecanismo de sentido-acto. Es decir, cada módulo puede tener acceso a información percibida, así como a actuadores. Esto significa que los módulos en la arquitectura de la subsunción no separan la percepción de la acción. En cambio, cada módulo se utiliza para controlar alguna acción sobre la base de la información percibida.

La arquitectura de subsunción organiza los módulos jerárquicamente. Los módulos de nivel inferior proporcionan funciones básicas, de propósito general y acto sensato. Los módulos de nivel superior proporcionan funciones de acto de sentido más complejas y más específicas que pueden explotar las operaciones de operaciones de nivel inferior. Por ejemplo, en un robot autónomo el módulo de nivel más bajo podría simplemente activar motores para mover un robot hacia adelante (por ejemplo, Dawson, Dupuis. & Wilson, 2010, Capítulo 7). El siguiente nivel podría activar un mecanismo de dirección. Este segundo nivel provoca que el robot deambula aprovechando el movimiento que proporciona el nivel inferior. Si el nivel inferior no estuviera operando, entonces no se produciría el vagabundeo: porque aunque el mecanismo de dirección estaba funcionando, el vehículo no estaría avanzando.

Los módulos verticales de sentido acto, que son la base de la arquitectura de la subsunción, también parecen existir en el cerebro humano (Goodale, 1988, 1990, 1995; Goodale & Humphrey, 1998; Goodale, Milner, Jakobson, & Carey, 1991; Jakobson et al., 1991).

Existe una visión establecida desde hace mucho tiempo de que existen dos vías fisiológicas distintas en el sistema visual humano (Livingstone & Hubel, 1988; Maunsell & Newsome, 1987; Ungerleider & Mishkin, 1982): una, la corriente ventral, para procesar la apariencia de los objetos; la otra, la corriente dorsal, para el procesamiento sus ubicaciones. En resumen, en la percepción del objeto la corriente ventral entrega el “qué”, mientras que la corriente dorsal entrega el “dónde”. Esta visión está respaldada por la evidencia de doble disociación observada en pacientes clínicos: las lesiones cerebrales pueden causar graves problemas al ver el movimiento pero dejan la percepción de la forma no afectada, o viceversa (Botez, 1975; Hess, Baker, & Zihl, 1989; Zihl, von Cramon, & Mai, 1983).

Ha habido una reconceptualización más reciente de esta distinción clásica: el enfoque dúplex de la visión (Goodale & Humphrey, 1998), que mantiene la distinción fisiológica entre los arroyos ventral y dorsal pero reinterpreta sus funciones. En la teoría dúplex, la corriente ventral crea representaciones perceptuales, mientras que la corriente dorsal media el control visual de la acción.

La distinción funcional no es entre 'qué' y 'dónde', sino entre la forma en que la información visual sobre una amplia gama de parámetros de objeto se transforma ya sea con fines perceptuales o para el control de acciones dirigidas a objetivos. (Goodale & Humphrey, 1998, p. 187)

La teoría dúplex puede verse como teoría representacional que se elabora de tal manera que se presentan características fundamentales de la arquitectura de la subsunción. Estos resultados pueden ser utilizados para argumentar que el cerebro humano no está completamente estructurado como un “sándwich clásico”. Por un lado, en la teoría dúplex el propósito de la corriente ventral es crear una representación del mundo percibido (Goodale & Humphrey, 1998). Por otro lado, en la teoría dúplex el propósito del arroyo dorsal es el control de la acción, ya que funciona para convertir la información visual directamente en comandos motores. En la teoría dúplex, la corriente ventral es sorprendentemente similar a las capas verticales de la arquitectura de subsunción.

La evidencia de doble disociación de la neurociencia cognitiva se ha utilizado para apoyar la teoría dúplex. El estudio de un sujeto lesionado cerebral (Goodale et al., 1991) reveló una sensación básica normal. Sin embargo, el paciente no pudo describir la orientación o forma de ningún contorno visual, sin importar qué información visual se utilizó para crearlo. Si bien esta información no pudo ser reportada conscientemente, estaba disponible, y podía controlar acciones. El paciente podría agarrar objetos, o insertar objetos a través de ranuras orientadas, de manera indistinguible de los sujetos de control, incluso hasta los detalles finos que se observan cuando se inician y luego se llevan a cabo tales acciones. Este patrón de evidencia sugiere que la corriente ventral del paciente estaba dañada, pero que la corriente dorsal no se vio afectada y controló las acciones visuales. “En algún nivel en los cerebros normales, el procesamiento visual subyacente a los juicios perceptuales 'conscientes' debe operar por separado del subyacente a la guía visuomotora 'automática' de acciones habilitadas de la mano y del miembro” (p. 155).

Otros tipos de lesiones cerebrales producen un patrón muy diferente de anomalías, estableciendo la doble disociación que sustenta la teoría dúplex. Por ejemplo, el daño a la córnea parietal posterior —parte de la corriente dorsal— puede causar ataxia óptica, en la que la información visual no puede ser utilizada para controlar acciones hacia objetos presentados en la parte del campo visual afectada por la lesión cerebral (Jakobson et al., 1991). La ataxia óptica, sin embargo, no perjudica la capacidad de percibir la orientación y las formas de los contornos visuales.

Los sujetos sanos también pueden brindar soporte para la teoría dúplex. Por ejemplo, en un estudio los sujetos alcanzaron hacia un objeto cuya posición cambió durante un movimiento ocular sacádico (Pelisson et al., 1986). Como resultado, los sujetos no fueron conscientes del cambio de ubicación del objetivo. Sin embargo, compensaron la nueva posición del objeto cuando alcanzaron hacia él. “No se produjo ningún cambio perceptual, mientras que la respuesta apuntando con la mano se desplazó sistemáticamente, demostrando que diferentes mecanismos estaban involucrados en la percepción visual y en el control de la respuesta motora” (p. 309). Esto apoya la existencia de módulos “horizontales” de sentido-acto en el cerebro humano.