Estudio de imágenes rastrea la actividad cerebral asociada con la resolución de problemas
Un nuevo enfoque de investigación que utiliza datos de neuroimagen revela que el cerebro progresa a través de distintas fases a medida que un individuo resuelve problemas desafiantes.
Al combinar dos estrategias analíticas, los investigadores pudieron utilizar datos de resonancia magnética funcional para identificar patrones de actividad cerebral que acompañan a cuatro etapas distintas de resolución de problemas.
“La forma en que los estudiantes resolvían este tipo de problemas era un misterio total para nosotros hasta que aplicamos estas técnicas”, dice el científico psicológico John Anderson de la Universidad Carnegie Mellon, investigador principal del estudio.
"Ahora, cuando los estudiantes están sentados pensando detenidamente, podemos decir lo que están pensando cada segundo".
Las ideas de este trabajo pueden eventualmente aplicarse al diseño de una instrucción en el aula más efectiva, dice Anderson.
El estudio, aparece enciencia psicológica, una revista de la Association for Psychological Science.
La investigación surge de una línea de investigación en curso que utiliza imágenes cerebrales para comprender la secuencia de procesos que subyacen al pensamiento. Si bien la investigación de neuroimagen ha proporcionado una ventana a varios aspectos de la cognición, no se comprende claramente cómo estas piezas encajan en un todo coherente, ya que las personas completan tareas reales en tiempo real.
Anderson se preguntó si dos enfoques analíticos, el análisis de patrones multivoxel (MVPA) y los modelos ocultos de semi-Markov (HSMM), podrían combinarse para arrojar luz sobre las diferentes etapas del pensamiento.
La MVPA se ha utilizado típicamente para identificar patrones momentáneos de activación; Anderson planteó la hipótesis de que añadir HSMM proporcionaría información sobre cómo se desarrollan estos patrones a lo largo del tiempo.
Anderson y sus colegas Aryn A. Pike y Jon M. Fincham decidieron aplicar este enfoque combinado a los datos de neuroimagen recopilados de los participantes a medida que resolvían tipos específicos de problemas matemáticos.
Para evaluar si las etapas identificadas se correspondían con las etapas reales del pensamiento, los investigadores manipularon diferentes características de los problemas matemáticos. Para hacer esto, crearon algunos problemas que requerían más esfuerzo para idear un plan de solución apropiado y otros que requerían más esfuerzo en la ejecución de la solución.
El objetivo era probar si estas manipulaciones tenían los efectos específicos que cabría esperar en la duración de las diferentes etapas.
Los investigadores llevaron a 80 participantes al laboratorio; después de practicar el uso de estrategias específicas para resolver los problemas matemáticos, los participantes respondieron una serie de problemas objetivo mientras estaban en el escáner. Recibieron retroalimentación para cada problema, y las respuestas se volvieron verdes si eran correctas y rojas si eran incorrectas.
Usando el método HSMM-MVPA para analizar los datos de neuroimagen, Anderson y sus colegas identificaron cuatro etapas de la cognición: codificación, planificación, resolución y respuesta.
Los resultados mostraron que la etapa de planificación tendía a ser más larga cuando el problema requería más planificación, y la etapa de solución tendía a ser más larga cuando la solución era más difícil de ejecutar, lo que indica que el método se asignaba a etapas reales de cognición que se veían afectadas de manera diferencial por varias características de los problemas.
"Normalmente, los investigadores han considerado el tiempo total para completar una tarea como evidencia de las etapas involucradas en la realización de esa tarea y cómo se relacionan", dice Anderson. "Los métodos de este documento nos permiten medir las etapas directamente".
Aunque el estudio se centró específicamente en la resolución de problemas matemáticos, el método es prometedor para una aplicación más amplia, argumentan los investigadores.
Usar el mismo método con técnicas de imágenes cerebrales que tienen mayor resolución temporal, como el EEG, podría revelar información aún más detallada sobre las diversas etapas del procesamiento cognitivo.
Fuente: Asociación de Ciencias Psicológicas
