Cognición

La percepción es la organización e interpretación de la información sensorial sobre el mundo. Es una actividad mental compleja que implica la interacción de diversos procesos cognitivos, muchos de los cuales ocurren de forma automática e inconsciente . Comienza con estímulos físicos , como la luz o el sonido, que son detectados por receptores y transmitidos al cerebro como señales eléctricas. Estas señales se procesan en diversas regiones cerebrales para construir una experiencia coherente de objetos y eventos distintos, situándolos en un marco espacio-temporal . ^{[ 12 ]}

Ciertos procesos cognitivos se encargan de detectar características básicas en los datos sensoriales, como bordes, colores y tonos , mientras que otros procesan la ubicación espacial. El reconocimiento de objetos es otra función que compara esta información con representaciones almacenadas en busca de patrones conocidos, como reconocer un punto de referencia familiar o identificar una melodía específica. Algunas facultades cognitivas se especializan en tareas relevantes solo para contenidos perceptivos particulares, como el reconocimiento facial y el procesamiento del lenguaje. ^{[ 13 ]}

Los procesos cognitivos responsables de la percepción se basan en diversas heurísticas para simplificar problemas y reducir el esfuerzo cognitivo. Por ejemplo, la percepción visual suele asumir que el tamaño, la forma y el color de los objetos permanecen constantes para garantizar una visión coherente a pesar de los cambios de perspectiva o iluminación. En ocasiones, las heurísticas dan lugar a percepciones inexactas o ilusorias . ^{[ 14 ]}

Las distintas formas de percepción se asocian con diferentes tipos de estímulos y receptores. La percepción visual —la detección e interpretación de la luz— es una fuente primaria de conocimiento sobre el entorno externo para los seres humanos. Otras formas de percepción incluyen el oído , el tacto , el olfato y el gusto . Los datos de estas diferentes modalidades se integran mediante procesos cognitivos de orden superior para formar una experiencia unificada y coherente del mundo. ^{[ 15 ]} Si bien los datos sensoriales son un factor central de la experiencia perceptiva, no son el único, y diversas otras formas de información influyen en las operaciones cognitivas subyacentes. Por ejemplo, los recuerdos de experiencias anteriores determinan qué objetos se experimentan como familiares. Otros factores incluyen las expectativas, los objetivos , los conocimientos previos y el sistema de creencias del individuo. ^{[ 16 ]}

La atención es un aspecto central de los procesos mentales que concentra los recursos cognitivos en ciertos estímulos o características. Implica la selección o priorización de aspectos específicos, filtrando la información irrelevante. Por ejemplo, la atención es responsable del efecto cóctel , en el que el cerebro aísla una sola conversación, relegando el ruido ambiental a un segundo plano. El proceso de selección es crucial, ya que la cantidad total de información suele ser demasiado grande para que el cerebro la procese de una sola vez. Garantiza que se prioricen las características más importantes. La atención no se limita a la percepción, sino que también está presente en otros procesos cognitivos, como la memoria y el pensamiento. ^{[ 17 ]}

La memoria es la capacidad de retener, almacenar y recuperar información. Incluye la capacidad de recordar conscientemente experiencias pasadas y es fundamental para muchas otras actividades cognitivas que dependen de datos almacenados para procesar información y coordinar el comportamiento . Los procesos de memoria tienen tres etapas: una fase de entrada donde se adquiere nueva información, una fase de almacenamiento que preserva la información para su acceso futuro y una fase de salida que recupera la información y la pone a disposición de otras operaciones cognitivas. Los diferentes tipos de memoria se distinguen por la función que desempeñan y el tipo de información sobre la que operan. ^{[ 18 ]}

La memoria de trabajo almacena información temporalmente, haciéndola disponible para otros procesos cognitivos y permitiendo su manipulación. Durante el cálculo mental , por ejemplo, la memoria de trabajo retiene y actualiza resultados intermedios mientras se realizan los cálculos. ^{[ 19 ]} El término se usa a veces indistintamente con el término memoria a corto plazo , que se define por una retención breve sin énfasis en la manipulación dinámica. La memoria a largo plazo , por el contrario, retiene información durante largos períodos, en algunos casos indefinidamente. Durante el almacenamiento, la información no se considera activamente. Sin embargo, permanece disponible para su recuperación, como cuando se recuerda un recuerdo de la infancia. ^{[ 20 ]} La exposición pasiva a la información generalmente no es suficiente para la formación y recuperación efectivas de recuerdos a largo plazo. Los factores relevantes incluyen el nivel y el tipo de interacción con el contenido: por ejemplo, la atención, la emoción, el estado de ánimo y el contexto en el que se procesa la información. ^{[ 21 ]}

La memoria a largo plazo se divide típicamente en memoria episódica , semántica y procedimental según el tipo de información involucrada. ^{[ 22 ]} La memoria episódica se ocupa de la información sobre experiencias y eventos personales pasados. Los nuevos recuerdos se almacenan a medida que una persona vive experiencias y se puede acceder a ellos posteriormente, ya sea accediendo a información objetiva sobre los eventos o reviviéndolos mentalmente. Por ejemplo, recordar el último viaje de vacaciones implica memoria episódica. ^{[ 23 ]} La memoria semántica se ocupa del conocimiento organizado sobre el mundo no vinculado a experiencias específicas, como el conocimiento general sobre hechos y conceptos. Por ejemplo, la información de que el agua se congela a 0 °C se almacena en la memoria semántica. ^{[ 24 ]} 

La memoria procedimental se ocupa del conocimiento práctico de cómo hacer las cosas. Engloba habilidades aprendidas que se pueden ejecutar, como la capacidad de andar en bicicleta o escribir en un teclado. ^{[ 25 ]} Como forma de saber hacer, la memoria procedimental se distingue de la capacidad de describir verbalmente el procedimiento exacto involucrado en la ejecución, como explicar cómo mantener el equilibrio en una bicicleta. ^{[ 26 ]} Por esta razón, la memoria procedimental se clasifica como memoria no declarativa o implícita , que opera automáticamente y no se puede acceder a ella conscientemente. ^{[ 27 ]} La memoria episódica y semántica, por el contrario, pertenecen a la memoria declarativa o explícita , que abarca información que se puede recordar y describir conscientemente. ^{[ 28 ]}

Las distintas formas de memoria desempeñan un papel fundamental en el aprendizaje, que implica la adquisición de información, habilidades o hábitos nuevos , así como el perfeccionamiento de los conocimientos y habilidades existentes. El aprendizaje se produce a través de la experiencia y permite a las personas adaptarse a su entorno. Ocurre de forma intencionada , como al estudiar o practicar, o de forma involuntaria, como un efecto secundario inconsciente de la realización de otras tareas. Un aspecto central del aprendizaje eficaz es la formación de conexiones de memoria, que vinculan diferentes fragmentos de información y facilitan su recuperación. ^{[ 29 ]}

El pensamiento es una actividad mental en la que se consideran y manipulan conceptos , ideas y representaciones mentales. Muchos procesos cognitivos entran en esta categoría, incluyendo el razonamiento , la formación de conceptos , la resolución de problemas y la toma de decisiones . ^{[ 30 ]}

El razonamiento lógico se ocupa de la información en forma de enunciados , infiriendo una conclusión a partir de un conjunto de premisas . Procede de manera rigurosa y regida por normas para asegurar que la conclusión sea racionalmente convincente y esté respaldada por las premisas. ^{[ 31 ]} El razonamiento lógico abarca el razonamiento deductivo y el no deductivo. El razonamiento deductivo sigue reglas estrictas de inferencia , proporcionando el apoyo más sólido: la conclusión de una inferencia deductiva no puede ser falsa si todas las premisas son verdaderas. Un ejemplo es el silogismo de las premisas "todos los hombres son mortales" y " Sócrates es un hombre" a la conclusión "Sócrates es mortal". El razonamiento no deductivo busca que una conclusión sea racionalmente convincente, pero no garantiza su verdad. Por ejemplo, el razonamiento inductivo infiere una ley general a partir de muchas observaciones individuales, como concluir que todos los cuervos son negros basándose en observaciones de numerosos cuervos negros. El razonamiento abductivo , otro tipo de razonamiento no deductivo, busca la mejor explicación de un fenómeno. Por ejemplo, un médico utiliza el razonamiento abductivo cuando infiere que un niño tiene varicela como explicación de la erupción cutánea y la fiebre del niño . ^{[ 32 ]}

La resolución de problemas es una actividad orientada a un objetivo que busca superar obstáculos y alcanzar una meta predefinida. Esto ocurre, por ejemplo, al determinar la mejor ruta para un próximo viaje. La resolución de problemas comienza con la comprensión del problema, que generalmente implica entender el estado inicial, el estado objetivo y los obstáculos o restricciones que dificultan el progreso. Algunos problemas están bien estructurados y tienen rutas de solución precisas. En cambio, para los problemas mal estructurados, no es posible determinar qué pasos exactos tendrán éxito. El pensamiento divergente es un enfoque para la resolución de problemas que genera muchas soluciones posibles. Generalmente se combina con el pensamiento convergente , que evalúa las diferentes opciones y elimina las inviables. El pensamiento a menudo se basa en heurísticas o reglas generales para encontrar y comparar posibles soluciones. Una heurística común es dividir un problema en varios subproblemas más simples. Otra heurística es adaptar estrategias que resultaron exitosas para problemas similares encontrados anteriormente. ^{[ 34 ]}

Estrechamente relacionada con la resolución de problemas, la toma de decisiones es el proceso cognitivo de elegir entre diferentes cursos de acción . Para determinar la mejor alternativa, se sopesan las distintas opciones evaluando sus ventajas y desventajas , por ejemplo, considerando sus consecuencias positivas y negativas . Según la teoría de la utilidad esperada , una decisión es racional si se elige la opción con el mayor beneficio esperado, que está determinado por la probabilidad y el valor de cada consecuencia. Para evaluar la probabilidad de un resultado, las personas utilizan diversas heurísticas, como la heurística de representatividad (juzgar por la similitud con prototipos), la heurística de disponibilidad (priorizar la información fácilmente accesible) y el anclaje (confiar en puntos de referencia). ^{[ 35 ]}

Las distintas formas de pensamiento se basan en conceptos, que son ideas generales o representaciones mentales para clasificar objetos, como los conceptos animal y mesa . La formación de conceptos es el proceso de adquirir un nuevo concepto aprendiendo a identificar sus ejemplos y comprendiendo su relación con otros conceptos. Este proceso ayuda a las personas a organizar la información y a comprender el mundo. Los psicólogos distinguen entre conceptos lógicos y naturales. Los conceptos lógicos tienen definiciones precisas y reglas de aplicación, como el concepto triángulo . Los conceptos naturales, por el contrario, se basan en la semejanza, pero carecen de definiciones exactas o límites claros, como el concepto mesa . ^{[ 33 ]}

Un idioma, como el inglés , el japonés o la lengua de señas americana , es un sistema de comunicación estructurado basado en símbolos y reglas para compartir información y coordinar acciones. El lenguaje desempeña un papel central en la vida cotidiana e influye en otros procesos cognitivos, pero existen discrepancias sobre el alcance de estas influencias. La hipótesis de Whorf y la tesis de la relatividad lingüística proponen influencias generalizadas, argumentando que el lenguaje moldea los patrones de pensamiento y que los hablantes de distintos idiomas piensan de manera diferente. Muchos procesos cognitivos intervienen en la adquisición , comprensión y producción de expresiones lingüísticas. ^{[ 36 ]}

La adquisición del lenguaje ocurre de forma natural en la primera infancia a través de la exposición a un entorno lingüístico. Es un proceso complejo, ya que el sistema del lenguaje hablado se compone de varias capas. ^{[ 37 ]} En el nivel fundamental se encuentran los sonidos básicos o unidades sonoras . Por lo general, no tienen significado lingüístico en sí mismos, sino que se combinan en palabras , que se refieren a diversas cosas e ideas. ^{[ a ]} ​​Las palabras se combinan en oraciones siguiendo las reglas de la gramática . Este sistema permite formar y comprender un número infinito de oraciones a partir del conocimiento de un número finito de palabras y reglas. El significado exacto de las oraciones suele depender también del contexto en el que se utilizan. ^{[ 39 ]} Aunque los distintos idiomas pueden diferir significativamente en su estructura general, existen algunos patrones cognitivos universales que subyacen a todos los idiomas humanos. ^{[ 40 ]}

La comprensión del lenguaje es el proceso de entender el lenguaje hablado , escrito y de señas . Implica la coordinación de diversas habilidades cognitivas para reconocer palabras, consultar la memoria para acceder a sus significados, analizar estructuras sintácticas y utilizar información contextual para interpretar sus implicaciones. Las dificultades adicionales provienen de ambigüedades léxicas y estructurales , en las que una palabra o una oración puede asociarse con múltiples significados. Para resolver estas ambigüedades, las personas recurren a conocimientos previos sobre el tema general y el hablante para discernir el significado deseado. En consecuencia, la comprensión del lenguaje depende no solo de procesos ascendentes , que parten de la información sensorial, sino también de procesos descendentes, que integran el conocimiento general y las expectativas. Por ejemplo, las expectativas provocan tiempos de procesamiento más largos si una palabra familiar aparece en un contexto donde la audiencia no la esperaba. ^{[ 41 ]}

Mientras que la comprensión del lenguaje busca descubrir el significado de mensajes lingüísticos preexistentes, la producción del lenguaje implica el proceso inverso de generar expresiones lingüísticas para transmitir pensamientos. Antes de que una afirmación pueda formularse con precisión, los hablantes construyen una idea general de lo que desean expresar y un patrón oracional aproximado de cómo comunicarlo. Luego, los hablantes buscan cognitivamente palabras que coincidan con los conceptos que desean transmitir. Esta actividad, conocida como lexicalización , se divide en dos etapas: la identificación de una idea abstracta del significado deseado , seguida de la recuperación de la forma fonológica necesaria para pronunciar la palabra. ^{[ b ]} A medida que los hablantes unen palabras para generar una oración, consideran la categoría gramatical de cada palabra, como el contraste entre sustantivos y adjetivos , para que se ajuste a la estructura general de la oración deseada. Además, el contexto de la conversación y el conocimiento previo asumido de la audiencia influyen en la selección de palabras y estructuras oracionales . ^{[ 43 ]}

Los procesos cognitivos pueden ser conscientes o inconscientes . Los procesos conscientes, como resolver atentamente un problema matemático paso a paso o recordar un recuerdo vívido, implican una conciencia activa. Los procesos inconscientes, como los procesos de bajo nivel que subyacen al reconocimiento facial y al procesamiento del lenguaje, operan automáticamente sin la conciencia del individuo. La conciencia fenoménica implica una experiencia cualitativa de los fenómenos mentales, mientras que la conciencia de acceso es una conciencia de la información que está disponible para su uso, pero que no se experimenta activamente en el momento. ^{[ 44 ]} Se han propuesto varias teorías sobre la función cognitiva de la conciencia. Una afirma que la conciencia integra diversas formas de datos y hace que la información esté ampliamente disponible para diferentes subsistemas. Otras teorías argumentan que la conciencia mejora la interacción social al fomentar la autoconciencia en contextos sociales o que la conciencia permite una mayor flexibilidad y control, particularmente en situaciones novedosas. ^{[ 45 ]}

Una distinción relacionada es la que existe entre procesos controlados y automáticos . Los procesos controlados están guiados activamente por las intenciones del individuo, como cuando una persona cambia deliberadamente su atención de un objeto de percepción a otro. Estos procesos son flexibles y adaptables a nuevas situaciones, pero requieren más recursos cognitivos. Los procesos automáticos, por el contrario, ocurren de forma inconsciente, sin esfuerzo y requieren menos recursos cognitivos. Al familiarizarse con una tarea, un proceso que inicialmente era controlado puede automatizarse, liberando recursos para otras actividades. Por ejemplo, a medida que un conductor novato adquiere experiencia, puede manejar el coche automáticamente y adaptarse a las condiciones de la carretera y del tráfico, al tiempo que desarrolla la capacidad de mantener una conversación. ^{[ 46 ]}

La consciencia está estrechamente relacionada con la metacognición , que abarca cualquier conocimiento o proceso cognitivo que se ocupe de información sobre la cognición. Algunas formas de metacognición solo gestionan o almacenan información sobre otros aspectos de la cognición, como saber que uno puede recordar un recuerdo específico . Otras desempeñan un papel activo en la supervisión y regulación de procesos en curso, como cambiar una estrategia de resolución de problemas al darse cuenta de que la anterior fue ineficaz. Las habilidades metacognitivas tienden a mejorar el desempeño de otras habilidades cognitivas, particularmente al abordar tareas complejas. ^{[ 47 ]}

Las cogniciones sociales son actividades mentales mediante las cuales los individuos dan sentido a los fenómenos sociales. Incluyen diversos tipos, como el reconocimiento de rostros y expresiones faciales, la interpretación de intenciones y comportamientos, y la evaluación de señales y dinámicas sociales. Un tema central en este campo es la teoría de la mente : la capacidad de comprender a los demás como seres mentales con emociones, deseos y creencias diferentes a las propias. Esta capacidad permite a los individuos pensar en los estados mentales de los demás y responder a ellos. ^{[ 48 ]} Las cogniciones morales son un tipo de cognición social que hace que los individuos sean conscientes del significado moral de las situaciones. Ocurren cuando las personas reconocen y aprecian el comportamiento altruista o desaprueban las acciones maliciosas y dañinas. ^{[ 49 ]} Los psicólogos cognitivos también estudian la relación entre cognición y emoción , por ejemplo, cómo las emociones influyen en operaciones mentales como la atención y la toma de decisiones. ^{[ 50 ]}

Los procesos cognitivos no siempre funcionan como deberían y pueden dar lugar a imprecisiones, ya sea por errores naturales asociados a sesgos cognitivos o como resultado de alteraciones patológicas derivadas de trastornos cognitivos. Los sesgos cognitivos son formas sistemáticas en que el pensamiento humano se desvía de las normas ideales de racionalidad . Son patrones comunes que afectan a la mayoría de las personas, lo que lleva a interpretaciones erróneas de la realidad y a decisiones subóptimas. Los sesgos cognitivos suelen ser causados ​​por heurísticas o atajos mentales que el cerebro utiliza para aumentar la velocidad y reducir la carga cognitiva. Por ejemplo, las personas suelen basarse en la información que les viene fácilmente a la mente al evaluar una situación, descartando información más relevante que es más difícil de recuperar. ^{[ 51 ]}

Los trastornos cognitivos implican una desviación más pronunciada del funcionamiento mental típico. Las habilidades cognitivas de alto nivel generalmente requieren la interacción de muchos procesos de bajo nivel. Las deficiencias que afectan un subproceso específico a menudo resultan en una disfunción parcial del proceso de alto nivel, mientras que sus otras funciones permanecen intactas. ^{[ 52 ]} Por ejemplo, la prosopagnosia es un trastorno perceptivo en el que las personas tienen dificultades para reconocer rostros, aunque sus otras habilidades visuales no se ven afectadas. ^{[ 53 ]} De manera similar, la amnesia anterógrada es una capacidad deteriorada para formar y recordar nuevos recuerdos, pero deja intacta la memoria a largo plazo. Los trastornos pueden afectar una amplia gama de funciones mentales, incluyendo el pensamiento y el lenguaje. ^{[ 54 ]} Algunos trastornos implican un deterioro cognitivo general que no se limita a una función específica. Por ejemplo, la enfermedad de Alzheimer se asocia con un deterioro generalizado y gradual de la memoria, el razonamiento y el lenguaje. ^{[ 55 ]}

El computacionalismo afirma que la cognición es un tipo de computación , resaltando las similitudes entre la mente y las computadoras. En su forma clásica, sostiene que el cerebro representa la información mediante cadenas de símbolos . Considera el pensamiento como manipulación de símbolos : las cogniciones operan sobre cadenas para crear nuevas cadenas. Una característica clave de este modelo es que los procesos cognitivos siguen reglas mecánicas que dependen de la estructura sintáctica de las cadenas de símbolos sin considerar lo que representan los símbolos. En este sentido, los procesos individuales funcionan de manera similar a una calculadora electrónica que transforma la cadena "3 + 7" en el resultado "10" según las reglas mecánicas de la aritmética sin comprender el significado de estos números. ^{[ 58 ]} Las teorías extienden este enfoque basado en símbolos con dispositivos más sofisticados de representación del conocimiento , como redes semánticas , esquemas y marcos , para explicar cómo la mente maneja datos complejos que involucran muchas entidades y relaciones. ^{[ 59 ]}

Según el computacionalismo clásico, cualquier actividad cognitiva es, en su nivel fundamental, una manipulación formal de símbolos, incluyendo la percepción, el razonamiento, la planificación y el procesamiento del lenguaje. Los investigadores que utilizan esta perspectiva analizan y distinguen los procesos cognitivos examinando los tipos de representaciones involucradas y las reglas mecánicas que se siguen. ^{[ 60 ]} La hipótesis de los tres niveles divide este estudio en tres niveles de abstracción. El nivel más alto analiza el objetivo o propósito de un proceso, identificando la información que recibe, el problema que pretende resolver y el resultado que produce. El nivel intermedio descompone el proceso en pasos individuales, analizando cómo se realiza el cálculo o qué algoritmo se utiliza. El nivel más concreto explora cómo se implementa el algoritmo a nivel material a través de sistemas neurológicos. ^{[ 61 ]}

El computacionalismo clásico está estrechamente relacionado con el enfoque de procesamiento de la información , que asume que la mayoría de las actividades cognitivas son procesos complejos que surgen de la interacción de varios subprocesos. Cada proceso se caracteriza por la función que realiza, la cual está conectada con la información de entrada que obtiene, cómo transforma esta información y la salida que genera. La interacción ocurre cuando la salida de un subproceso actúa como entrada para otro. Este enfoque se asocia con modelos seriales en los que los cálculos complejos se dividen en secuencias de cálculos donde se computan y transmiten resultados intermedios hasta que se produce una salida final. Típicamente divide la mente en un pequeño número de sistemas de alto nivel responsables de diferentes tareas, como la percepción, la memoria y el razonamiento. Los modelos de procesamiento de la información a menudo se basan en una arquitectura cognitiva jerárquica donde un sistema central integra información de otras unidades y formula objetivos generales. ^{[ 62 ]}

La hipótesis del lenguaje del pensamiento es una versión del computacionalismo clásico que sostiene que el pensamiento se produce a través de un sistema lingüístico interno , denominado mentalse , similar a los lenguajes naturales como el inglés. Según esta perspectiva, los símbolos internos y su combinación en secuencias son como palabras y oraciones compuestas según las reglas gramaticales. La hipótesis del lenguaje del pensamiento sugiere que los estados mentales, como las creencias y los deseos, se realizan como oraciones en mentalse y que las operaciones cognitivas manipulan estas oraciones según reglas específicas para transformar o extraer información. ^{[ 63 ]}

Algunos enfoques basados ​​en símbolos utilizan la lógica formal como modelo de cognición. Según esta perspectiva, las representaciones internas tienen la forma de enunciados , similares a las oraciones declarativas. Los procesos computacionales se conceptualizan como reglas de inferencia , que toman una o más oraciones como entrada y producen una nueva oración como salida. Por ejemplo, el modus ponens es una regla de inferencia que, al aplicarse a las premisas "si llueve, entonces el suelo está mojado" y "llueve", produce la conclusión "el suelo está mojado". ^{[ 64 ]}

Un enfoque similar interpreta la cognición como la aplicación de reglas condicionales (si-entonces) para generar nuevas representaciones. Según esta perspectiva, un sistema cognitivo se compone de muchas reglas, cada una definida por una o más condiciones junto con un procedimiento de salida. Si la información almacenada en la memoria de trabajo satisface todas las condiciones de una regla, se activa su procedimiento de salida, que transfiere una nueva representación a la memoria de trabajo. Este cambio puede, a su vez, desencadenar la ejecución de otra regla, dando lugar a una secuencia dinámica de operaciones que permite resolver tareas computacionales complejas. La arquitectura cognitiva Soar es un ejemplo de este enfoque. ^{[ 65 ]}

El conexionismo es otra forma de computacionalismo que difiere del computacionalismo clásico en varios aspectos. Coincide en que las cogniciones son computaciones, pero propone una arquitectura cognitiva diferente basada en una red compleja de nodos . Los nodos están conectados localmente entre sí, y la actividad de cada nodo depende de las entradas que recibe de los nodos conectados. ^{[ 67 ]} Los nodos se organizan en capas , con la información fluyendo en una dirección desde las capas de entrada a las de salida. La capa de entrada inicial de nodos recibe información, como datos sensoriales, y la transmite a las capas intermedias , donde tiene lugar la computación principal. Al final del proceso se encuentra una capa de salida, que transmite el resultado a otros sistemas. El comportamiento de cada nodo individual suele ser relativamente simple: recibe los valores de entrada de los nodos de la capa anterior, utiliza esta información para calcular su propio nivel de activación y transmite este valor a los nodos de la capa siguiente. Las computaciones complejas surgen a medida que numerosos nodos operan en paralelo e interactúan entre capas. ^{[ 66 ]}

Los conexionistas suelen rechazar los modelos seriales y jerárquicos comunes en el computacionalismo clásico. En cambio, argumentan que la cognición ocurre en paralelo , ya que innumerables neuronas trabajan simultáneamente sin un sistema de control central que guíe el proceso. ^{[ 67 ]} Otra diferencia es que el conexionismo se centra en procesos no simbólicos: las activaciones de nodos individuales realizan cálculos sin el uso de símbolos. Por consiguiente, el conexionismo y el computacionalismo clásico a menudo se caracterizan como paradigmas en competencia que proponen arquitecturas cognitivas incompatibles. Sin embargo, no necesariamente se excluyen mutuamente. Por ejemplo, el conexionismo de implementación argumenta que los procesos no simbólicos pueden implementar procesos simbólicos. Esta perspectiva sostiene que el sistema cognitivo funciona como una red neuronal a nivel fundamental y como un procesador de símbolos a un nivel de abstracción superior. El conexionismo radical, por el contrario, afirma que los enfoques basados ​​en símbolos son fundamentalmente erróneos y malinterpretan la naturaleza de la cognición. ^{[ 68 ]}

Para reducir la complejidad, los científicos cognitivos suelen recurrir a modelos idealizados que se centran en los niveles de activación y las conexiones entre nodos. Estos modelos generalmente ignoran los mecanismos neurofisiológicos subyacentes en el cerebro. En este sentido, existen varios paralelismos entre los modelos conexionistas de la mente y las redes neuronales empleadas en el campo de la inteligencia artificial , por ejemplo, en lo que respecta a la aplicación de redes de nodos para resolver tareas cognitivas específicas y el problema del aprendizaje de algoritmos . La neurociencia computacional , por el contrario, integra directamente datos neurológicos sobre la actividad electroquímica de las neuronas en teorías, lo que suele dar como resultado modelos más complejos. ^{[ 69 ]}

Tanto el computacionalismo clásico como algunas formas de conexionismo ^{[ d ]} aceptan el representacionalismo, que sostiene que la información se almacena en representaciones que describen el estado del mundo. Las representaciones pueden adoptar diversas formas, como símbolos, imágenes y conceptos, así como patrones no simbólicos utilizados para modelar estructuras de nivel superior. Los representacionalistas examinan cómo los sistemas cognitivos codifican, manipulan y decodifican las representaciones para construir modelos internos del entorno y predecir cambios. ^{[ 71 ]}

Los antirrepresentacionalistas rechazan la idea de que la cognición consista en representar el mundo mediante modelos internos. Afirman que la inteligencia surge de la interacción entre un organismo y su entorno, y no solo de procesos internos. Por ejemplo, algunos enfoques del conductismo y la robótica situada sugieren un vínculo más inmediato entre percepción y acción: los estímulos ambientales se procesan directamente y se traducen en comportamiento siguiendo patrones de estímulo-respuesta sin construir representaciones internas detalladas. Esta perspectiva sugiere que el comportamiento inteligente emerge si una entidad posee patrones de estímulo-respuesta que coinciden con la situación externa, incluso si el sistema cognitivo responsable de estos patrones no tiene representaciones del entorno. ^{[ 72 ]}

El antirrepresentacionalismo está estrechamente relacionado con la cognición 4E , un conjunto de perspectivas críticas que priorizan las representaciones internas. La cognición 4E examina la relación entre mente, cuerpo y entorno a través de cuatro enfoques: cognición corporizada , incrustada , extendida y enactiva . La cognición corporizada postula que los procesos cognitivos se basan en la experiencia corporal y no pueden entenderse de forma aislada de las capacidades sensoriomotoras del organismo. La cognición incrustada afirma que el esfuerzo y la eficiencia cognitivos dependen de los entornos físicos y sociales. La cognición extendida sostiene que el entorno no solo influye en la cognición, sino que forma parte de ella, lo que significa que los procesos cognitivos se extienden más allá de la actividad neuronal interna para incluir eventos externos. La cognición enactiva afirma que la cognición surge de la interacción entre el organismo y el entorno. ^{[ 73 ]}

La modularidad de la mente es un enfoque que analiza el sistema cognitivo en términos de módulos mentales independientes. Cada módulo es un mecanismo innato que se ocupa únicamente de un tipo específico de información, sin ser consciente en gran medida de las actividades de otros módulos. Los módulos mentales se utilizan principalmente para explicar actividades cognitivas de bajo nivel, como la detección de bordes en la percepción visual. ^{[ 74 ]} La hipótesis de la modularidad masiva, por el contrario, afirma que la mente está compuesta enteramente de módulos. Según esta perspectiva, los módulos mentales también son responsables de los procesos cognitivos de alto nivel al vincular e integrar los resultados de los procesos cognitivos de bajo nivel. ^{[ 75 ]}

El bayesianismo utiliza la teoría de la probabilidad para modelar actividades cognitivas como el aprendizaje, la visión y el control motor . Su idea central es que las representaciones del entorno tienen grados de incertidumbre. Utiliza la teoría de la probabilidad para abordar esta incertidumbre y procesar la información entrante. ^{[ 76 ]} El bayesianismo a veces se combina con modelos predictivos . Según estos, el cerebro predice resultados, los compara con la realidad y actualiza su modelo interno en consecuencia. ^{[ 77 ]}

La teoría del procesamiento dual se basa en la distinción entre procesos automáticos y controlados para analizar los fenómenos cognitivos. Los conceptualiza como dos sistemas y propone diferentes modelos de su interacción. Según el modelo intervencionista por defecto, el sistema automático genera juicios intuitivos, mientras que el sistema controlado los supervisa e interviene si detecta problemas. El modelo competitivo paralelo, por el contrario, sugiere que cada sistema genera su propio tipo de conocimiento y que los resultados de los diferentes sistemas compiten entre sí. ^{[ 78 ]}

En la filosofía india antigua se discuten diversas teorías de la cognición , a menudo inspiradas en las escrituras védicas compuestas aproximadamente entre el 1500 y el 600 a. C. Muchas proponen que la mente se divide en diferentes facultades que se ocupan de procesos cognitivos específicos. Por ejemplo, manas se entiende a menudo como la mente sensorial responsable de recibir e interpretar la información de los sentidos externos, mientras que buddhi se describe típicamente como el intelecto dedicado al juicio, el razonamiento y la toma de decisiones. Los debates relacionados abordan las fuentes del conocimiento, llamadas pramana , como la percepción, la inferencia y el testimonio . ^{[ 79 ]} El pensamiento chino antiguo enfatizó la conexión entre cognición y comportamiento. Estas ideas se originaron antes del período Qin (es decir, antes del 221 a. C.) y anticiparon teorías posteriores de la cognición enactiva. ^{[ 80 ]}

La cognición animal abarca los mecanismos mediante los cuales los animales adquieren, procesan y utilizan información para guiar un comportamiento flexible y orientado a objetivos . Los animales utilizan sus capacidades cognitivas para muchas tareas cotidianas ; por ejemplo, para encontrar y reconocer alimento, orientarse en su territorio, buscar refugio, cazar presas , evitar depredadores, interactuar socialmente , comunicarse , aprender nuevos hábitos y formar recuerdos a largo plazo. Los investigadores estudian la cognición en diversas especies, incluyendo mamíferos , aves , peces e insectos . ^{[ 90 ]} Las capacidades cognitivas de las diferentes especies suelen estar ligadas a los desafíos ecológicos y sociales específicos que enfrentan en la vida. Las capacidades más generales se encuentran principalmente en animales con cerebros más grandes e implican mayores costos energéticos, lo que plantea una disyuntiva entre la inversión de energía y la flexibilidad conductual. ^{[ 91 ]}

Los investigadores examinan diversas áreas de la cognición animal. Para estudiar la capacidad de formar conceptos abstractos, analizan si un animal puede comprender una categoría mediante la generalización y aplicarla a casos no encontrados antes. Por ejemplo, los chimpancés pueden aprender conceptos de diferentes números. Como resultado, adquieren diversas habilidades relacionadas con los números, como identificar colecciones que contienen una cantidad específica de elementos. Otra capacidad frecuentemente estudiada es la capacidad de formar y recordar un mapa espacial del entorno. Esto permite a animales como los arrendajos navegar de manera eficiente y elegir la ruta más corta hacia un refugio o un lugar de alimentación. La investigación también aborda la imitación , en la que un animal copia el comportamiento de otro. Esto facilita la propagación de habilidades útiles, incluido el uso de herramientas . ^{[ 92 ]} Más allá de la cognición animal, algunos investigadores también examinan la cognición vegetal como una forma de procesamiento de información que resulta en respuestas adaptativas, flexibles o dirigidas a objetivos en el entorno. Por ejemplo, los arces utilizan la comunicación vegetal : liberan sustancias químicas en el aire para advertir a los árboles cercanos de un ataque de herbívoros , ayudándoles a preparar respuestas defensivas. El alcance de las capacidades cognitivas de las plantas es objeto de debate, y los investigadores suelen ser escépticos sobre la presencia de funciones superiores como la conciencia. ^{[ 93 ]}

La cognición comparada es el estudio de las similitudes y diferencias en las capacidades cognitivas entre especies. Es un campo de investigación interdisciplinario que también considera factores evolutivos. Por ejemplo, los investigadores estudian qué rasgos cognitivos se requieren para resolver problemas socioecológicos específicos y cómo evolucionaron estos rasgos en diferentes especies. Un tema clave en este campo es el problema del antropomorfismo , es decir, la tendencia a atribuir cualidades cognitivas humanas a los animales. Por ejemplo, los investigadores deben decidir si el comportamiento social en los chimpancés indica la capacidad, similar a la humana, de comprender los estados mentales de otros individuos o si puede explicarse mediante mecanismos más simples. Estos desafíos están estrechamente relacionados con el antropocentrismo : la tendencia a considerar la cognición humana como excepcional y superior a la de otros animales. ^{[ 94 ]}

La cognición artificial utiliza sistemas computacionales para emular y modelar procesos cognitivos, como la percepción y el razonamiento, con aplicaciones centrales en inteligencia artificial y robótica . ^{[ 95 ]} La cognición artificial y la humana tienen diferentes fortalezas y debilidades. Por ejemplo, la cognición artificial sobresale en el procesamiento rápido de grandes conjuntos de datos según algoritmos predefinidos . La cognición humana, por el contrario, suele ser más adecuada para evaluar la importancia emocional y para encontrar y evaluar soluciones que requieren un pensamiento novedoso y creativo . Estas diferencias afectan la forma en que se integran ambas formas de cognición. En algunas aplicaciones, la cognición artificial se utiliza para asistir a la cognición humana. En aviación , por ejemplo, los sistemas automatizados monitorean los parámetros de vuelo y analizan las condiciones ambientales, incluida la predicción de turbulencias , lo que permite a los pilotos humanos concentrarse en la toma de decisiones en lugar del análisis de datos. Sin embargo, también hay casos en los que la cognición artificial reemplaza a la cognición humana, como en la navegación de vehículos autónomos . ^{[ 96 ]}

El campo de los sistemas cognitivos artificiales explora la posibilidad de máquinas autónomas con cognición similar a la humana. Esto abarca no solo la inteligencia artificial a nivel de tareas individuales, como la detección de objetos o la traducción de idiomas, sino también la integración de diversos procesos cognitivos. El objetivo es un sistema encarnado que pueda interactuar de forma autónoma con su entorno en tiempo real. Un sistema cognitivo artificial puede navegar por su entorno, establecer objetivos, idear medios para alcanzarlos, anticipar resultados, adaptarse a las circunstancias, ejecutar planes de acción y aprender de la experiencia. ^{[ 97 ]} La inteligencia artificial general , un concepto estrechamente relacionado, se refiere a sistemas hipotéticos que poseen o superan la gama completa de capacidades mentales humanas. Es controvertido si un sistema de este tipo puede realizarse plenamente, ya que incluiría no solo capacidades computacionales asociadas con el razonamiento lógico, sino también emoción y conciencia fenoménica. ^{[ 98 ]}

La psicología cognitiva examina las actividades mentales responsables de los fenómenos cognitivos y el comportamiento inteligente. Utiliza el método científico para estudiar procesos cognitivos como la percepción, la memoria, el razonamiento y el lenguaje. Si bien las actividades mentales median entre estímulos y respuestas , no son directamente observables , lo que supone un reto metodológico para los investigadores. Esto suele obligarlos a recurrir a métodos indirectos para la validación empírica , generalmente en forma de modelos o teorías con predicciones comprobables. Por ejemplo, si una teoría predice un comportamiento específico en una situación particular, las observaciones empíricas pueden determinar si los resultados se ajustan a dichas predicciones. ^{[ 100 ]}

Los psicólogos cognitivos utilizan diversos métodos para recopilar datos para la validación empírica. Los métodos experimentales crean situaciones controladas en las que se pueden modificar ciertos factores, denominados variables independientes . El principal interés radica en cómo estos factores influyen en los individuos en dicha situación. Al medir los efectos, denominados variables dependientes, los investigadores buscan identificar relaciones causales entre las variables independientes y dependientes. Los métodos correlacionales , por el contrario, miden el grado de asociación entre dos variables sin demostrar que una cause la otra. Los psicólogos cognitivos también integran métodos de otras disciplinas, como técnicas de neuroimagen y simulaciones computacionales. Pioneros de la psicología cognitiva, como Wilhelm Wundt , hicieron un uso extensivo de la introspección , mediante la cual los investigadores examinan y reflexionan sobre sus propias experiencias para comprender los procesos mentales. La elección del método depende del proceso cognitivo estudiado y puede variar notablemente entre áreas como la percepción y la memoria. ^{[ 101 ]}

La neurociencia cognitiva investiga cómo el sistema nervioso da origen a la cognición. Se interesa particularmente en el cerebro, abarcando tanto estudios a microescala de neuronas y sinapsis individuales como análisis a macroescala de las interacciones entre regiones cerebrales . Por ejemplo, los neurocientíficos cognitivos estudian las áreas cerebrales responsables de procesos como la memoria y la toma de decisiones, explorando cómo representan y transforman la información y se comunican entre sí a nivel biológico. También examinan cómo estos procesos se ven influenciados por los neurotransmisores —moléculas de señalización que afectan el intercambio de información entre neuronas—. ^{[ 103 ]}

Los neurocientíficos cognitivos emplean técnicas de neuroimagen para estudiar la actividad cerebral, como la electroencefalografía (EEG), la tomografía por emisión de positrones (PET) y la resonancia magnética funcional (fMRI). Estas técnicas visualizan los procesos neuronales midiendo fenómenos como cambios eléctricos o magnéticos y el flujo sanguíneo en diferentes áreas cerebrales, lo que indica los niveles de actividad local. Los investigadores comparan los patrones de activación asociados con tareas mentales específicas para comprender cómo se correlaciona la actividad cerebral regional con las demandas cognitivas. Otro método consiste en examinar a pacientes con daño cerebral para inferir la función de un área cerebral observando cómo cambia la cognición cuando dicha área está afectada. ^{[ 104 ]}

Otro enfoque, común en la neurociencia computacional o teórica , consiste en diseñar modelos computacionales o matemáticos de sistemas cognitivos. Este enfoque explora posibles explicaciones de los fenómenos mentales y las actividades neuronales observadas mediante la modelización y simulación de los mecanismos cerebrales subyacentes. ^{[ 105 ]}

La ciencia cognitiva es un campo interdisciplinario que se nutre de la psicología, la neurociencia , la filosofía , la lingüística y la inteligencia artificial. Busca integrar los conocimientos de estas disciplinas y ofrecer una perspectiva unificada. Para ello, adopta una conceptualización común de la mente como procesadora de información, entendiendo la cognición como la manipulación de representaciones internas. ^{[ 106 ]}

Para salvar las divisiones disciplinares y metodológicas entre los distintos campos, se identifican diferentes niveles de análisis que corresponden a distintos grados de abstracción. Por ejemplo, el análisis neurocientífico de la actividad electroquímica de las áreas cerebrales pertenece a un nivel concreto que se ocupa de los mecanismos biológicos que realizan cálculos. Por el contrario, el estudio psicológico de las funciones e interacciones entre procesos de alto nivel, como la percepción, la memoria y el razonamiento, adopta una perspectiva abstracta. Los científicos cognitivos buscan conectar los hallazgos experimentales con explicaciones y modelos para producir teorías comprobables que vinculen los diferentes niveles. ^{[ 107 ]}

Muchos campos de investigación tienen subáreas dedicadas a los fenómenos cognitivos. Por ejemplo, la lingüística cognitiva es una subárea de la lingüística que investiga la relación entre el lenguaje y la cognición. Estudia los procesos cognitivos responsables de la gramática , la conceptualización , la comprensión del lenguaje y la producción del lenguaje . ^{[ 108 ]} De manera similar, la antropología cognitiva examina la conexión entre la cultura y la cognición, conceptualizando la cultura como un sistema de conocimiento, creencias y valores. Analiza y compara sistemas culturales desde esta perspectiva para identificar características distintivas de sociedades particulares y los patrones universales compartidos por todas. ^{[ 109 ]} La sociología cognitiva , un campo relacionado, explora cómo los factores socioculturales dan forma a la actividad cognitiva. ^{[ 110 ]} Otros campos incluyen la arqueología cognitiva y la biología cognitiva . ^{[ 111 ]}

Varias ramas de la filosofía abordan la cognición, incluyendo la filosofía de la mente y la epistemología . Los filósofos de la mente examinan la naturaleza de la cognición y conceptos relacionados, como mente , representación y conciencia . ^{[ 112 ]} Están particularmente interesados ​​en la relación entre la mente y el cuerpo ^{[ 113 ]} y el problema de cómo los estados físicos pueden dar lugar a la experiencia consciente . ^{[ 114 ]} Los epistemólogos buscan comprender la naturaleza y los límites del conocimiento . Además, se preguntan bajo qué condiciones los procesos cognitivos, como la percepción y el razonamiento, conducen al conocimiento. ^{[ 115 ]} Los filósofos también reflexionan sobre los campos de investigación que estudian la cognición. Exploran cómo los psicólogos , neurocientíficos y científicos cognitivos llevan a cabo investigaciones y se preguntan sobre los conceptos fundamentales y los supuestos subyacentes a estos campos. ^{[ 116 ]}

Los estudios de educación examinan la naturaleza, los propósitos, las prácticas y los resultados de la educación , e investigan el desarrollo cognitivo de los niños y estudian cómo se transmite, adquiere y organiza el conocimiento. ^{[ 117 ]} Esta disciplina se superpone con la psicología cognitiva y la ciencia cognitiva debido a su interés en el aprendizaje , abarcando diversos procesos y habilidades cognitivas, como el cambio conceptual , la metacognición , los modelos mentales , el razonamiento lógico y la resolución de problemas. ^{[ 118 ]} Las teorías del aprendizaje cognitivo conceptualizan el aprendizaje en términos de procesamiento de la información. Analizan cómo se codifica, recupera y transforma la información, a menudo con el objetivo de diseñar prácticas educativas que optimicen el aprendizaje. Por ejemplo, la teoría de la carga cognitiva identifica las limitaciones de la memoria de trabajo como un cuello de botella que impide el aprendizaje y propone prácticas educativas para evitar la sobrecarga cognitiva. ^{[ 119 ]}

La psicometría examina cómo se pueden medir los atributos mentales. Incluye el análisis de las pruebas cognitivas , que son métodos diseñados para evaluar las habilidades cognitivas. Las pruebas de CI estiman el rendimiento cognitivo general midiendo cómo se desempeñan los individuos en tareas que implican razonamiento lógico, comprensión verbal, pensamiento espacial y memoria de trabajo. ^{[ 120 ]} La Evaluación Cognitiva de Montreal y el Mini Examen del Estado Mental son pruebas para detectar deterioro cognitivo, como déficits en la memoria, la atención y el lenguaje. ^{[ 121 ]}

La mejora cognitiva abarca diversas formas de optimizar el rendimiento mental, incluyendo factores bioquímicos, conductuales y físicos. Los enfoques bioquímicos incluyen una nutrición equilibrada y sustancias psicoactivas como la cafeína y la anfetamina . Las mejoras conductuales abarcan el ejercicio físico , el sueño suficiente, la meditación y estrategias cognitivas, como las mnemotecnias . Las mejoras físicas incluyen la estimulación cerebral invasiva y no invasiva, así como el neurofeedback y los dispositivos portátiles. ^{[ 122 ]}

La terapia cognitivo-conductual es una psicoterapia que analiza los problemas psicológicos en términos de procesos cognitivos. Sostiene que los pensamientos automáticos desadaptativos, las distorsiones cognitivas y las creencias centrales poco saludables conducen a interpretaciones inexactas de los eventos, malestar emocional y conductas problemáticas. Por ejemplo, si una persona tiene la creencia central inconsciente de que es fundamentalmente inadecuada , puede malinterpretar una interacción neutral como un rechazo. Los terapeutas cognitivo-conductuales buscan reestructurar las actitudes problemáticas ayudando a los pacientes a modificar patrones de pensamiento disfuncionales y conductas desadaptativas. ^{[ 123 ]}

Muchos temas de la informática son relevantes para la cognición, especialmente para los enfoques que la entienden en términos de computación y procesamiento de información. Las teorías de la computación examinan la naturaleza de la computación y exploran qué problemas pueden resolverse computacionalmente . La arquitectura de computadoras tiene paralelismos con la arquitectura cognitiva , ya que proporciona modelos de cómo interactúan los diferentes componentes para formar un sistema funcional. Otra superposición se refiere al campo de la representación del conocimiento , en el que los informáticos exploran estructuras de datos formales que hacen que el conocimiento sea accesible a los procesos computacionales. La inteligencia artificial es la capacidad de ciertos sistemas informáticos para realizar tareas que requieren inteligencia, como el razonamiento y la resolución de problemas. Incluye el campo del aprendizaje automático , mediante el cual los sistemas informáticos adquieren nuevas capacidades no codificadas explícitamente por los programadores. El campo de la robótica cognitiva integra conocimientos de estos subcampos para crear robots inteligentes . ^{[ 124 ]}