8.3: El debate sobre las imágenes

Imagínate de nuevo de vacaciones. Ahora estás caminando por la playa, mientras proyectas imágenes de moléculas de benceno-blanco hacia el horizonte. De inmediato te estás dando cuenta de que hay dos verdaderos puntitos blancos debajo de tu proyección. Mensajosamente estás caminando hacia ellos, hasta que tu campo visual se llena de dos científicos que miran seriamente, pero que debaten ferozmente. Al darse cuenta de tu presencia, te invitan a tomar asiento y escuchar el debate sobre las imágenes aún sin resolver.

El debate de las imágenes de hoy está influenciado principalmente por dos teorías opuestas: Por un lado, la teoría proposicional de Zenon Pylyshyn (izquierda) y por otro lado, la teoría de representación espacial (derecha) de Stephen Kosslyn sobre el procesamiento de imágenes.

Teoría de la representación proposicional

La teoría de la Representación Proposicional fue fundada por el Dr. Zenon Pylyshyn quien la inventó en 1973. Lo calificó como un epifenómeno que acompaña al proceso de imaginería, pero que no forma parte de él. Las imágenes mentales no nos muestran cómo funciona exactamente la mente. Sólo nos muestran que algo está pasando. Al igual que la pantalla de un reproductor de discos compactos. Hay luces intermitentes que muestran que algo sucede. También podemos concluir lo que sucede, pero la pantalla no nos muestra cómo funcionan los procesos dentro del reproductor de discos compactos. Incluso si la pantalla estuviera rota, el reproductor de discos compactos seguiría reproduciendo música.

Representación

La idea básica de la representación proposicional es que las relaciones entre objetos están representadas por símbolos y no por imágenes mentales espaciales de la escena. Por ejemplo, una botella debajo de una mesa estaría representada por una fórmula hecha de símbolos como BAJO (BOTELLA, TABLE). El término proposición se presta desde los dominios de la Lógica y la Lingüística y significa la entidad de información más pequeña posible. Cada proposición puede ser verdadera o falsa.

Si hay una frase como “Debby donó una gran cantidad de dinero a Greenpeace, una organización que protege el medio ambiente”, puede ser recapitulada por las proposiciones “Debby donó dinero a Greenpeace”, “La cantidad de dinero era grande” y “Greenpeace protege al medio ambiente”. El valor de verdad de toda la oración depende de los valores de verdad de sus constituyentes. De ahí que si una de las proposiciones es falsa, también lo es toda la oración.

Redes proposicionales

Este último modelo no implica que una persona recuerde la oración o sus proposiciones únicas en su redacción literal exacta. Se supone más bien que la información se almacena en la memoria en una red proposicional.

En la Figura 1, cada círculo representa una sola proposición. En cuanto al hecho de que algunos componentes están conectados a más de una proposición, construyen una red de proposiciones. Las redes proposicionales también pueden tener una jerarquía, si un solo componente de una proposición no es un solo objeto, sino una proposición misma. En la Figura 2 se ilustra un ejemplo de una red proposicional jerárquica que describe la frase “John cree que Anna aprobará su examen”.

Objetos y esquemas complejos

Incluso los objetos complejos pueden ser generados y descritos por representación proposicional. Un objeto complejo como un barco consistiría en una estructura de nodos que representan las propiedades de los barcos y la relación de estas propiedades.

Casi todos los humanos tienen en mente conceptos de objetos comúnmente conocidos como barcos o casas. Estos conceptos son abstracciones de redes proposicionales complejas y se denominan esquemas. Por ejemplo, nuestro concepto de casa incluye proposiciones como:

Houses have rooms.
Houses can be made from wood.
Houses have walls.
Houses have windows.
...

Enumerar todas estas proposiciones no muestra la estructura de las relaciones entre estas proposiciones. En cambio, un concepto de algo se puede organizar en un esquema que consiste en una lista de atributos y valores, que describen las propiedades del objeto. Los atributos describen posibles formas de categorización, mientras que los valores representan el valor real de cada atributo. El esquema-representación de una casa se ve así:

House
Category: building
Material: stone, wood 
Contains: rooms
Function: shelter for humans
Shape: rectangular
...

La estructura jerárquica de los esquemas se organiza en categorías. Por ejemplo, “casa” pertenece a la categoría “edificio” (que por supuesto tiene su propio esquema) y contiene todos los atributos y valores del esquema padre más sus propios valores y atributos específicos. Esta forma de organizar los objetos de nuestro entorno en modelos jerárquicos nos permite reconocer objetos que nunca antes habíamos visto en nuestra vida, porque posiblemente puedan estar relacionados con categorías que ya conocemos.

Soporte experimental

En un experimento realizado por Wisemann und Neissner en 1974, se muestra a la gente una imagen que, a primera vista, parece consistir en formas aleatorias en blanco y negro. Después de algún tiempo los sujetos se dan cuenta de que en él hay un perro dálmata. Los resultados de este muestran que las personas que reconocen al perro recuerdan la imagen mejor que las personas que no lo reconocen. Una posible explicación es que la imagen se almacena en la memoria no como una imagen, sino como una proposición.

En un experimento de Weisberg en 1969, los sujetos tuvieron que memorizar frases como “Los niños que son lentos comen pan que está frío”. Entonces se pidió a los sujetos que asociaran la primera palabra de la oración que viene a su mente a una palabra dada por el conductor del experimento. Casi todos los sujetos asociaron la palabra “niños” a la palabra dada “lento”, aunque la palabra “pan” tiene una posición que se acerca más a la palabra dada “lento” que a la palabra “niños”. Una explicación para ello es que la frase se almacena en la memoria utilizando las tres proposiciones “Los niños son lentos”, “Los niños comen pan” y “El pan está frío”. Los sujetos asociaron la palabra “niños” con la palabra dada “lento”, porque ambos pertenecen a una proposición, mientras que “pan” y “lento” pertenecen a otras diferentes. La misma evidencia fue probada en otro experimento realizado por Ratcliff y McKoon en 1978.

Teoría de la representación espacial

La teoría de Stephen Kosslyn que se opone al enfoque proposicional de Pylyshyn implica que las imágenes no solo están representadas por proposiciones. Trató de encontrar evidencia para un sistema de representación espacial que construya modelos mentales, análogos, tridimensionales.

El papel primordial de este sistema es organizar la información espacial en una forma general a la que se pueda acceder por mecanismos perceptuales o lingüísticos. También proporciona marcos de coordenadas para describir ubicaciones de objetos, creando así un modelo de un entorno percibido o descrito. La ventaja de una representación de coordenadas es que es directamente análoga a la estructura del espacio real y captura todas las relaciones posibles entre los objetos codificados en el espacio de coordenadas. Estos marcos también reflejan diferencias en la prominencia de los objetos y ubicaciones consistentes con las propiedades del entorno, así como las formas en que las personas interactúan con él. Así, las representaciones creadas son modelos de aspectos físicos y funcionales del entorno.

Codificación

¿Qué, entonces, se puede decir sobre los componentes primarios de la representación espacial cognitiva? Ciertamente, la distinción entre el mundo externo y nuestra visión interna del mismo es esencial, y es útil explorar más a fondo la relación entre ambos desde una perspectiva orientada al proceso.

El enfoque clásico asume una compleja representación interna en la mente que se construye a través de una serie de estímulos percibidos específicos, y que estos estímulos generan respuestas internas específicas. La investigación que se ocupa específicamente del espacio a escala geográfica ha funcionado desde la perspectiva de que el entorno físico a escala macro es extremadamente complejo y esencialmente fuera del control del individuo. Esta investigación, como la de Lynch y de Golledge (1987) y sus colegas, ha demostrado que existe un complejo de respuestas conductuales generadas a partir de estímulos externos complejos correspondientes, que a su vez están interrelacionados. Además, los resultados de esta investigación ofrecen una visión de nuestro conocimiento geográfico como un sistema externo/interno altamente interrelacionado. El uso de puntos de referencia encontrados dentro del paisaje externo como señales de navegación es el ejemplo más claro de esta interrelación.

El fundamento es el siguiente: Obtenemos información sobre nuestro entorno externo a partir de diferentes tipos de experiencias perceptuales; navegando e interactuando directamente con el espacio geográfico así como leyendo mapas, a través del lenguaje, fotografías y otros medios de comunicación. Dentro de todos estos diferentes tipos de experiencias, nos encontramos con elementos dentro del mundo externo que actúan como símbolos. Estos símbolos, ya sean un hito dentro del paisaje real, una palabra o frase, una línea en un mapa o un edificio en una fotografía, desencadenan nuestra representación interna del conocimiento y generan respuestas adecuadas. Es decir, los elementos que encontramos dentro de nuestro entorno actúan como tiendas externas de conocimiento.

Cada símbolo externo tiene un significado que se adquiere a través de la suma de la experiencia previa del perceptor individual. Ese significado es impartido tanto por el contexto cultural específico de ese individuo como por el significado específico que pretende el generador de ese símbolo. Por supuesto, hay muchos elementos dentro del entorno natural no “generados” por nadie, sino que sin embargo son impartidos con un significado muy poderoso por las culturas (por ejemplo, el sol, la luna y las estrellas). Los elementos hechos por el hombre dentro del entorno, incluidos elementos como los edificios, a menudo están diseñados específicamente para actuar como símbolos como al menos parte de su función. El tamaño de los edificios de oficinas del centro, los pilares de la fachada de un banco y las torres de iglesia que apuntan hacia el cielo están diseñados para evocar una impresión de poder, estabilidad o santidad, respectivamente.

Estos símbolos externos están en sí mismos interrelacionados, y agrupaciones específicas de símbolos pueden constituir modelos externos autónomos del espacio geográfico. Los mapas y las fotografías de paisajes son sin duda claros ejemplos de ello. Los elementos de diferente forma (por ejemplo, mapas y texto) también pueden estar interrelacionados. Estos diversos modelos externos de espacio geográfico corresponden a la memoria externa. Desde la perspectiva que se acaba de describir, la suma total del conocimiento de cualquier individuo está contenida en una multiplicidad de representaciones internas y externas que funcionan como un todo único e interactivo. Por lo tanto, la representación en su conjunto puede caracterizarse como una red sinérgica, autoorganizativa y altamente dinámica.

Soporte experimental

Interacción

Los primeros experimentos sobre imágenes ya fueron realizados en 1910 por Perky. Trató de averiguar, si existe alguna interacción entre las imágenes y la percepción por un simple mecanismo. A algunos sujetos se les dice que proyecten una pared una imagen de objetos comunes como un barco. Sin su conocimiento hay una retroproyección, que brilla sutilmente a través de la pared. Entonces tienen que describir esta imagen, o son cuestionados sobre por ejemplo la orientación o el color del barco. En el experimento de Perkys, ninguno de los 20 sujetos reconoció que la descripción de la imagen no surgió de su mente, sino que fueron completamente influenciados por la imagen que se les mostró.

Escaneo de imágenes

Otra investigación fundamental en este campo fueron los experimentos de escaneo de imágenes de Kosslyn en la década de 1970. Refiriéndose al ejemplo de la representación mental de una nave, experimentó otra linealidad dentro del movimiento del foco mental de una parte de la nave a otra. El tiempo de reacción de los sujetos aumentó con la distancia entre las dos partes, lo que indica, que en realidad creamos una imagen mental de escenas mientras tratamos de resolver pequeñas tareas cognitivas. Curiosamente, esta habilidad visual se puede observar también con ciegas congénitas, como descubrieron Marmor y Zaback (1976). Suponiendo que los procesos subyacentes son los mismos de sujetos videntes, se podría concluir que existe un sistema codificado más profundo que tiene acceso a más que la entrada visual.

Tarea de rotación mental

Otros defensores de la teoría de la representación espacial, Shepard y Metzler, desarrollaron la tarea de rotación mental en 1971. Dos objetos se presentan a un participante en diferentes ángulos y su trabajo es decidir si los objetos son idénticos o no. Los resultados muestran que los tiempos de reacción aumentan linealmente con el ángulo de rotación de los objetos. Los participantes rotan mentalmente los objetos para hacer coincidir los objetos entre sí. Este proceso se denomina “cronometría mental”.

Junto con la investigación de memoria de Paivio, este experimento fue crucial para la importancia de la imaginería dentro de la psicología cognitiva, ya que mostró la similitud de las imágenes con los procesos de percepción. Para una rotación mental de 40° los sujetos necesitaron dos segundos en promedio, mientras que para una rotación de 140° el tiempo de reacción aumentó a cuatro segundos. Por lo tanto, se puede concluir que las personas en general tienen una tasa de rotación de objetos mentales de 50° por segundo.

Marcos Espaciales

Aunque la mayoría de las investigaciones sobre modelos mentales se han centrado en la comprensión de textos, los investigadores generalmente creen que los modelos mentales se basan en la percepción. De hecho, se ha encontrado que las personas utilizan marcos espaciales como los creados para los textos para recuperar información espacial sobre escenas observadas (Bryant, 1991). Así, las personas crean el mismo tipo de representaciones de memoria espacial sin importar si leen sobre un entorno o lo ven ellos mismos.

Tamaño y campo visual

Si se observa un objeto desde diferentes distancias, es más difícil percibir detalles si el objeto está lejos porque los objetos llenan solo una pequeña parte del campo visual. Kosslyn realizó un experimento en 1973 en el que quiso averiguar si esto también es cierto para las imágenes mentales, para mostrar la similitud de la representación espacial y la percepción del entorno real. Dijo a los participantes que imaginaran objetos que están lejos y objetos que están cerca. Después de preguntar a los participantes sobre detalles, supuso que los detalles se pueden observar mejor si el objeto está cerca y llena el campo visual. También les dijo a los participantes que imaginaran animales con diferentes tamaños cerca de otro. Por ejemplo un elefante y un conejo. El elefante llenó mucho más del campo visual que el conejo y resultó que los participantes pudieron responder preguntas sobre el elefante más rápidamente que sobre el conejo. Después de eso los participantes tuvieron que imaginar al animal pequeño además de un animal aún más pequeño, como una mosca. Esta vez, el conejo llenó la mayor parte del campo visual y nuevamente, las preguntas sobre el animal más grande fueron respondidas más rápido. El resultado de los experimentos de Kosslyn es que las personas pueden observar más detalles de un objeto si éste llena una mayor parte de su campo visual mental. Esto proporciona evidencia de que las imágenes mentales están representadas espaciales.

Discusión

Desde la década de 1970, muchos experimentos enriquecieron en gran medida el conocimiento sobre las imágenes y la memoria en el transcurso de los dos puntos de vista opuestos del debate sobre las imágenes. El balín del supuesto apoyo estaba marcado de muchas ideas inteligentes. El siguiente apartado es un ejemplo del potencial de tales controversias.

En 1978, Kossylyn amplió su experimento de proyección de imágenes de objetos a distancias reales representadas en mapas. En la imagen ves nuestra isla con todos los lugares que encontraste en este capítulo. Intenta imaginar, qué tan lejos están el uno del otro. Este es exactamente el experimento realizado por Kossylyn. Nuevamente, predijo con éxito una dependencia lineal entre el tiempo de reacción y la distancia espacial para apoyar su modelo.

En el mismo año, Pylyshyn contestó con lo que se llama la “explicación tácito-conocimiento”, pues suponía que los participantes incluyen conocimiento sobre el mundo sin darse cuenta. El mapa se descompone en nodos con bordes intermedios. El incremento de tiempo, pensó, fue causado por la diferente cantidad de nodos visitados hasta llegar al nodo meta.

Apenas cuatro años después, Finke y Pinker publicaron un contra-modelo. La imagen (1) muestra una superficie con cuatro puntos, los cuales fueron presentados a los sujetos. Después de dos segundos, fue reemplazada por la imagen (2), con una flecha sobre ella. Los sujetos tenían que decidir, si la flecha apuntaba a un punto anterior. El resultado fue, que reaccionaron más despacio, si la flecha estaba más lejos de un punto. Finke y Pinker concluyeron, que en dos segundos, las distancias solo se pueden almacenar dentro de una representación espacial de la superficie.

Para resumirlo, comúnmente se cree, que las imágenes y la percepción comparten ciertas características pero también difieren en algunos puntos. Por ejemplo, la percepción es un proceso de abajo hacia arriba que se origina con una imagen en la retina, mientras que la imagen es un mecanismo de arriba hacia abajo que se origina cuando se genera actividad en centros visuales superiores sin un estímulo real. Otra distinción se puede hacer diciendo que la percepción ocurre automáticamente y se mantiene relativamente estable, mientras que las imágenes necesitan esfuerzo y son frágiles. Pero como las discusiones psicológicas no lograron señalar una teoría correcta, ahora el debate se traslada a la neurociencia, cuyos métodos tuvieron mejoras prometedoras a lo largo de las últimas tres décadas.