viernes, 4 de septiembre de 2009

La termodinámica de los tiempos de reacción humanos.


Durante más de un siglo los psicólogos han usado el tiempo de reacción como una ventana al cerebro. A finales del pasado mes de agosto, Fermín Moscoso del Prado Martín de la Universidad de Provenza (Francia), propuso una nueva forma de estudiar los tiempos de reacción ante un estímulo mediante el análisis de la entropía de su distribución, algo muy parecido a lo que se hace en termodinámica. Sus resultados, disponibles en arXiv, pueden alterar principios básicos de la psicología del comportamiento.

La idea subyacente a los experimentos de tiempo de reacción es que el procesamiento de la información necesita una determinada cantidad de tiempo, de tal manera que la cantidad media de tiempo que lleva comenzar o completar una tarea es un reflejo de la duración de los procesos cognitivos implicados en ella.

Por ejemplo, un experimento típico de tiempo de reacción consistiría en presentarle a un sujeto un grupo de letras en una pantalla y pedirle que presione un botón si las letras forman una palabra válida. Esta clase de experimento se llama tarea de decisión léxico-visual.

Este enfoque centrado en la información es fácilmente tratable desde el punto de vista de la teoría de la información. No es de extrañar, por tanto, que nada más publicar Claude Shannon su teoría de la información en 1948, los psicólogos comenzaran a aplicarla al intercambio de información entre el entorno y el cerebro que tiene lugar durante los experimentos de tiempo de reacción.

Estos trabajos tuvieron como resultado la ley de Hick, una de las pocas leyes de la psicología experimental. Si entendemos la entropía como una estimación de la cantidad de información necesaria para especificar el estado de un sistema, la ley de Hick afirma que el tiempo que se tarda en hacer una elección está relacionado linealmente con la entropía de las distintas alternativas. Los resultados de varios experimentos de tiempo de reacción parecen confirmar que esta es la realidad. Aunque un subproducto de este enfoque es que los resultados están íntimamente relacionados con el tipo de experimento que se usa para medir el tiempo de reacción. Y esto hace a cada estudio especialmente vulnerable a la idiosincrasia del enfoque experimental.

Moscoso del Prado afirma que la entropía de la distribución de los tiempos de reacción es independiente del tipo de experimento y, por lo tanto, proporciona una medida mejor de los procesos cognitivos implicados. La importancia de este resultado estriba en que permite comparar los resultados de diferentes tipos de experimentos.

El investigador usa su método para determinar cuánta información puede procesar el cerebro durante las tareas de decisión léxicas. El resultado que obtiene es que, con los datos disponibles, la velocidad de procesamiento no supera los 60 bits por segundo (esto no implica que este valor sea un límite). Por supuesto, este valor no es la velocidad de procesamiento del cerebro completo sino una medida de la capacidad de entrada/salida durante una tarea específica.

Por otra parte la aplicación del método al análisis de varios tipos de experimentos de tiempo de reacción le permite a Moscoso del Prado concluir que la velocidad de procesamiento de la información no es constante durante una tarea determinada, en abierta contradicción con la ley de Hick. Según afirma el investigador en el artículo publicado, “Este descubrimiento sugiere un sistema adaptable en el que la cantidad de información que se procesa se ajusta dinámicamente a lo que la tarea demanda”, lo que tiene sentido. No parece muy coherente que el cerebro procese datos a la misma velocidad independientemente de la complejidad de la tarea que realiza.

La implicación de este trabajo es evidente: es necesario revisar la ley de Hick, una de las leyes básicas de la psicología del comportamiento, para que incluya esta no linealidad. El cómo hacerlo no está claro todavía pero seguro que implica una forma de mirar al cerebro muy distinta a la imperante cuando se formuló.

Referencia:

Fermín Moscoso del Prado Martín (2009). The thermodynamics of human reaction times N/D arXiv: 0908.3170v1