Sentido numérico en los animales

El sistema numérico aproximado (SNA) es bastante impreciso y se basa en gran medida en la estimación y comparación cognitivas. Este sistema no otorga un valor individual a los números, sino que compara cantidades en función de su tamaño relativo. La eficiencia de este SNA depende de la ley de Weber , que establece que la capacidad de distinguir entre cantidades está determinada por la razón entre dos números, no por la diferencia absoluta entre ellos. ^{[ 13 ]} En otras palabras, la precisión del SNA depende de la diferencia de tamaño entre las dos cantidades que se comparan. Y dado que las cantidades mayores son más difíciles de comprender que las menores, la precisión del SNA también disminuye a medida que aumenta la cantidad. ^{[ 9 ]}

Se ha descubierto que los macacos rhesus ( Macaca mulatta ), al recibir imágenes de objetos con múltiples propiedades (colores, formas y números), asocian rápidamente la imagen con otra que contiene la misma cantidad de elementos, independientemente de las demás propiedades. ^{[ 14 ]} Este resultado respalda el uso del SNA, ya que los monos no definen los números individualmente, sino que comparan conjuntos de elementos de la misma cantidad mediante la comparación de cantidades. La tendencia de los macacos a categorizar y equiparar grupos de elementos por número sugiere fuertemente la existencia de un SNA funcional en los primates.

Existen ejemplos del ANS en primates durante la confrontación natural dentro y entre grupos. En el caso de los chimpancés ( Pan troglodytes ), un intruso en el territorio de un grupo solo será atacado si está solo y el grupo atacante está compuesto por al menos tres machos, una proporción de uno a tres. Aquí, utilizan el ANS mediante un análisis comparativo del grupo invasor y el suyo propio para determinar si atacar o no. ^{[ 9 ]} Este concepto de superioridad numérica social existe en muchas especies de primates y muestra la comprensión del poder en los números, al menos de forma comparativa. ^{[ 15 ]}

Se ha encontrado evidencia adicional del SNA en chimpancés que identificaron con éxito diferentes cantidades de comida en un recipiente. Los chimpancés escucharon cómo se arrojaban individualmente alimentos que no podían ver en recipientes separados. Luego, eligieron de qué recipiente comer (según cuál contenía mayor cantidad de comida). Tuvieron bastante éxito en la tarea, lo que indica que los chimpancés tenían la capacidad no solo de comparar cantidades, sino también de recordarlas mentalmente. ^{[ 16 ]} Sin embargo, el experimento falló en ciertas cantidades similares de alimentos individuales, de acuerdo con la Ley de Weber. ^{[ 13 ]}

La habilidad numérica más sólidamente desarrollada en los primates es la ordinalidad: la capacidad de reconocer símbolos o cantidades secuenciales. ^{[ 17 ]} En lugar de simplemente determinar si un valor es mayor o menor que otro, como en el SNA, la ordinalidad requiere un reconocimiento más matizado del orden específico de los números o elementos en un conjunto. ^{[ 14 ]} Aquí, la Ley de Weber ya no es aplicable, puesto que los valores solo aumentan de forma incremental, a menudo de uno en uno. ^{[ 16 ]}

Los primates han demostrado ordinalidad tanto con conjuntos de elementos como con números arábigos. Al presentarles conjuntos de 1 a 4 elementos, los macacos rhesus fueron capaces de tocarlos de forma consistente en orden ascendente. Tras esta prueba, se les presentaron conjuntos con un mayor número de elementos y pudieron extrapolar la tarea tocando los nuevos conjuntos también en orden secuencial ascendente. Además, la velocidad con la que los monos realizaron la tarea fue comparable a la de los adultos humanos. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

Los primates también pueden reconocer secuencias cuando solo se les dan números arábigos. Un experimento conocido coloquialmente como el "desafío del chimpancé" consistió en enseñar a los chimpancés a memorizar el orden correcto de los números arábigos del 1 al 9 y luego presionarlos en ese orden una vez que desaparecieran dispersos en una pantalla. Los chimpancés no solo pudieron reconocer la secuencia correcta de los números dispersos, sino también recordarla después de que los números desaparecieran de la pantalla. ^{[ 20 ]} Además, fueron capaces de hacerlo más rápido y con mayor precisión que los adultos humanos. ^{[ 20 ]} Sin que se les proporcionara una representación visual de la cantidad que representaba el número, esta tarea demostró una capacidad cognitiva más avanzada: diferenciar símbolos en función de cómo se relacionan entre sí en una serie. ^{[ 11 ]}

El sistema de individuación paralela (SIP) es el sistema de procesamiento numérico más difícil de evidenciar en primates. Esto se debe a que requiere la comprensión de que cada número es una representación simbólica de una cantidad única que puede manipularse matemáticamente de una manera distinta. ^{[ 11 ]} El SIP, a diferencia del SNA, es independiente de la necesidad de comparación, lo que permite que cada número exista por sí mismo con un valor definido por la aritmética. Para utilizar el SIP, es necesario tener cierta comprensión de los numerales: representaciones simbólicas específicas de cantidades que se relacionan con otras representaciones simbólicas de cantidades de maneras definidas. ^{[ 15 ]} Por ejemplo, el "desafío del chimpancé" solo mostró la comprensión de los primates de que el tres existe antes del cuatro y después del dos, no que el tres puede actuar por sí mismo y mantener un valor consistente de forma independiente. ^{[ 9 ]}

A menudo, la configuración experimental necesaria para demostrar la existencia del PIS es extensa. Una vez que un primate ha sido entrenado en una tarea el tiempo suficiente para mostrar el PIS, los resultados suelen atribuirse al mero aprendizaje asociativo en lugar de a la comprensión exacta de los números. Para proporcionar evidencia inequívoca de la existencia del PIS en primates, los investigadores deben encontrar una situación en la que un primate realice algún tipo de cálculo aritmético en su hábitat natural. ^{[ 12 ]}

Sin embargo, el estudio en el que los investigadores más se han acercado a respaldar con éxito el PIS en primates ha sido en macacos Rhesus. En este estudio, se demostró que los macacos asociaban estímulos auditivos de un cierto número de vocalizaciones individuales con el número correcto de individuos. Si bien esto no requería que aprendieran los números arábigos, sí requería la capacidad de elegir una cantidad exacta para el número de voz que escuchaban, en lugar de simplemente comparar cantidades visualmente o dentro de una secuencia. ^{[ 21 ]}

Otro fenómeno importante a considerar respecto a la comprensión numérica de los primates es la subitización . La subitización es un fenómeno en el que el cerebro agrupa automáticamente pequeñas cantidades de objetos visualmente sin necesidad de contarlos mentalmente. En los humanos, la subitización permite reconocer números en pares de dados gracias a la agrupación de puntos, en lugar de contarlos individualmente. En esencia, proporciona una noción numérica sin necesidad de comprender el sistema numérico en cantidades pequeñas. ^{[ 12 ]}

La subitización en primates es evidente en una amplia gama de experimentos. Se ha demostrado que los monos rhesus diferencian entre la cantidad de manzanas en un recipiente incluso cuando se manipulan los tamaños de las rodajas (algunas más grandes pero en menor cantidad). Si bien esto podría atribuirse a la subitización inducida por patrones (PIS), el acto de comparar grupos de números pequeños sugiere que la subitización probablemente esté presente, especialmente porque el experimento falló una vez que los números superaron aproximadamente cuatro. ^{[ 15 ]}

Se ha encontrado un sistema numérico aproximado en varias especies de peces, como los guppies , los peces espada verdes y los peces mosquito . Por ejemplo, la preferencia por un grupo social más grande en los peces mosquito se aprovechó para probar la capacidad de estos peces para discriminar la numerosidad. ^{[ 22 ]} Los peces discriminaron con éxito entre diferentes cantidades hasta tres, después de lo cual podían discriminar grupos si la diferencia entre ellos también aumentaba de modo que la proporción de los dos grupos fuera de uno a dos. De manera similar, los guppies discriminaron entre valores hasta cuatro, después de lo cual solo detectaron diferencias cuando la proporción entre las dos cantidades era de uno a dos. ^{[ 23 ]}

Las ratas han demostrado un comportamiento consistente con un sistema numérico aproximado ^{[ 2 ]} en experimentos donde debían aprender a presionar una palanca un número específico de veces para obtener comida. Si bien aprendieron a presionar la palanca la cantidad especificada por los investigadores, entre cuatro y dieciséis, su comportamiento fue aproximado, proporcional al número de presiones de palanca esperadas de ellas. Esto significa que para el número objetivo de cuatro, las respuestas de las ratas variaron de tres a siete, y para el número objetivo de 16, las respuestas variaron de 12 a 24, mostrando un intervalo mucho mayor. ^{[ 7 ]} Esto es compatible con el sistema numérico aproximado y los efectos de magnitud y distancia.

Las aves fueron una de las primeras especies animales en ser evaluadas en cuanto a su sentido numérico. Un cuervo llamado Jacob fue capaz de distinguir el número 5 en diferentes tareas en los experimentos de Otto Koehler. ^{[ 5 ]} Experimentos posteriores respaldaron la afirmación de la existencia de un sentido numérico en las aves, con Alex , un loro gris, capaz de etiquetar y comprender etiquetas para conjuntos de hasta seis elementos. ^{[ 24 ]} Otros estudios sugieren que las palomas también pueden representar números de hasta 6 después de un entrenamiento extenso. ^{[ 25 ]}

También se ha encontrado sentido numérico en los perros. Por ejemplo, los perros fueron capaces ^{[ 26 ]} de realizar sumas simples de dos objetos, como lo demuestra su sorpresa cuando el resultado es incorrecto. Sin embargo, se argumenta que los lobos se desempeñan mejor en tareas de discriminación de cantidad que los perros y que esto podría ser resultado de una selección natural menos exigente para el sentido numérico en los perros. ^{[ 27 ]}

Se demostró que las hormigas pueden contar hasta 20 y sumar y restar números dentro de 5. ^{[ 28 ] [ 29 ]} En especies altamente sociales como las hormigas rojas de madera, los individuos exploradores pueden transmitir a los recolectores la información sobre el número de ramas de un "laberinto de conteo" especial al que debían ir para obtener jarabe. Los hallazgos sobre el sentido numérico en las hormigas se basan en comparaciones de la duración de los contactos de información entre exploradores y recolectores que precedieron a viajes exitosos de los equipos de forrajeo. De manera similar a algunos lenguajes humanos arcaicos, la longitud del código de un número dado en la comunicación de las hormigas es proporcional a su valor. En experimentos en los que el cebo apareció en diferentes ramas con diferentes frecuencias, las hormigas usaron sumas y restas simples para optimizar sus mensajes.

Los ratones de campo rayados ( Apodemus agrarius ) demostraron un sentido numérico consistente con un juicio preciso de cantidad relativa: algunos de estos ratones exhiben una alta precisión al discriminar entre cantidades que difieren solo en uno. Esto último incluye cantidades pequeñas (como 2 frente a 3) y relativamente grandes (como 5 frente a 6, y 8 frente a 9) de elementos. ^{[ 30 ]}

Las abejas pueden contar hasta cuatro objetos encontrados secuencialmente durante el vuelo. En un estudio de 2017, ^{[ 31 ]} las abejas parecían navegar hacia las fuentes de alimento manteniendo un conteo continuo de puntos de referencia prominentes que pasaban en el camino, efectivo hasta cuatro puntos de referencia.

• Geary, David C. (1994). Desarrollo matemático infantil: investigación y aplicaciones prácticas . Washington, DC: Asociación Americana de Psicología. ISBN 978-1-55798-258-2.