Aprendizaje de secuencias asociativas

El aprendizaje asociativo de secuencias ( ASL , por sus siglas en inglés) es una teoría neurocientífica que intenta explicar cómo las neuronas espejo son capaces de relacionar acciones observadas y realizadas, y cómo los individuos (adultos, niños, animales) son capaces de imitar movimientos corporales. La teoría fue propuesta por Cecilia Heyes en 2000. ^{[ 1 ] [ 2 ]} (Para revisiones, véanse ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} ). Un modelo conceptualmente similar propuesto por Christian Keysers y David Perrett, basado en lo que sabemos sobre las propiedades neuronales de las neuronas espejo y la plasticidad dependiente del tiempo de los potenciales de acción , es la explicación hebbiana del aprendizaje de las neuronas espejo . ^{[ 6 ]}

Su principio central es que las asociaciones entre las representaciones sensoriales y motoras se adquieren ontogenéticamente (es decir, durante el desarrollo), como resultado de la experiencia sensoriomotora correlacionada . Consideremos el ejemplo de un actor apretando el puño. En esta situación, la activación de la representación motora (el plan motor para apretar el puño) suele ir acompañada de la representación perceptiva correspondiente (la visión de un puño cerrado). Heyes propone que, con el tiempo, se forma un vínculo asociativo bidireccional, de modo que la activación de una representación excita a la otra. En resumen, como consecuencia de la asociación entre "hacer" y "ver", se establecen vínculos que permiten que la observación de la acción prepare su ejecución.

En el ejemplo anterior, la experiencia sensoriomotora correlacionada se proporciona mediante la autoobservación. Sin embargo, esto no puede explicar el desarrollo de asociaciones sensoriomotoras para las llamadas acciones "perceptualmente opacas". Estas son acciones que no pueden ser observadas por el actor e incluyen expresiones faciales y acciones de todo el cuerpo (por ejemplo, un saque de tenis ). Heyes propone otras dos fuentes de experiencia sensoriomotora para explicar la aparición de asociaciones para acciones opacas: la experiencia mediada por reflejos en el espejo y la experiencia de ser imitado por otros. Cuando un actor sonríe en el espejo, su reflejo le devuelve la sonrisa. En consecuencia, una representación motora ("sonreír") se asocia con la representación sensorial correspondiente (la visión de un rostro sonriente). De manera similar, hay evidencia considerable de que los padres imitan a los bebés pequeños. ^{[ 7 ]} Así, cuando un bebé "descubre" el plan motor para fruncir el ceño, esto puede asociarse con la visión del rostro fruncido de uno de sus padres.

Otras fuentes de experiencia sensoriomotora correlacionada pueden incluir la acción sincrónica (en contextos de danza y deportes donde los actores ejecutan y observan acciones similares) y la experiencia de equivalencia adquirida (donde una acción excita una representación visual, a través de una representación auditiva compartida).

Otra característica definitoria del modelo ASL es su afirmación de que el desarrollo de vínculos sensoriomotores está mediado por los mismos mecanismos de aprendizaje asociativo que producen el condicionamiento pavloviano . Fundamentalmente, Heyes propone que el desarrollo de asociaciones sensoriomotoras no solo es sensible a la contigüidad temporal (el grado en que la activación de las representaciones sensoriales y motoras se produce cerca en el tiempo), sino también a la contingencia (el grado en que la activación de una representación predice la otra). Esta es una característica crucial del modelo ASL, ya que explica por qué los actores no adquieren asociaciones sensoriomotoras espurias. Consideremos el ejemplo de dos personas que interactúan: una se rasca la oreja cuando su compañero estornuda. Los modelos basados ​​en el aprendizaje que no estipulan una sensibilidad a la contingencia predicen que el plan motor para rascarse la oreja debería asociarse con la representación visual del estornudo. Sin embargo, ASL predice que no se desarrollará ninguna asociación porque el acto de rascarse las orejas no predice la visión de un estornudo; en otras palabras, no hay contingencia sensoriomotora . La explicación del aprendizaje hebbiano sobre la aparición de las neuronas espejo ^{[ 6 ]} también enfatiza la importancia de la contingencia, ya que se sabe que la plasticidad sináptica que subyace al aprendizaje hebbiano depende de la contingencia. ^{[ 8 ]}

Los estudios de neuroimagen sugieren que el sistema de neuronas espejo humano es sensible a la experiencia sensoriomotora. Específicamente, parece que la activación del sistema de neuronas espejo es mayor cuando un observador tiene experiencia motora relacionada. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Por ejemplo, se observó una respuesta de resonancia magnética funcional más fuerte en las áreas clásicas de neuronas espejo (premotora, parietal y surco temporal superior posterior ) cuando expertos en ballet observaron secuencias de ballet, en comparación con cuando vieron estímulos de capoeira equivalentes. El hecho de que la activación del sistema de neuronas espejo sea sensible a la experiencia sensoriomotora proporciona una fuerte indicación de que las propiedades de las neuronas espejo se adquieren mediante el aprendizaje.

Heyes y sus colegas también han demostrado que varios efectos imitativos, que se cree que están mediados por el sistema de espejos, pueden revertirse mediante períodos de entrenamiento sensoriomotor de "contraespejo". Por ejemplo, los humanos suelen ser más rápidos al realizar respuestas imitativas en relación con respuestas no imitativas comparables. Se cree ampliamente que este efecto es producto del sistema de espejos humano: se piensa que la observación de una acción excita un subconjunto de las neuronas premotoras responsables de la ejecución de una acción, preparando así la ejecución de la respuesta correspondiente. Sin embargo, después de períodos de entrenamiento durante los cuales la ejecución de una acción (p. ej., abrir la mano) se asocia con la observación de otra acción (p. ej., cerrar la mano), la ventaja en el tiempo de reacción para las respuestas imitativas puede desaparecer. ^{[ 11 ]} También se ha demostrado que un entrenamiento de contraespejo similar revierte los efectos clásicos del sistema de espejos observados con paradigmas de estimulación magnética transcraneal (EMT) ^{[ 12 ]} e imágenes funcionales ^{[ 13 ]} .

Como predice la teoría del aprendizaje asociativo, y por lo tanto el modelo ASL, este aprendizaje es sensible a la contingencia sensoriomotora (es decir, el grado en que la excitación de una representación predice la excitación de la otra). Cuando no hay contingencia entre las representaciones sensoriales y motoras; por ejemplo, cuando la ejecución de una acción es igualmente probable tanto en presencia como en ausencia del estímulo visual contrarrestado, se observa poco o ningún aprendizaje. ^{[ 14 ]}

• neurona espejo

• (Varios de los artículos citados anteriormente están disponibles para su descarga en formato PDF).