cognición distribuida

La cognición distribuida es un enfoque de la investigación en ciencias cognitivas que fue desarrollado por el antropólogo cognitivo Edwin Hutchins durante la década de 1990. ^{[ 1 ]}

Hutchins argumenta que las representaciones mentales, que la ciencia cognitiva clásica consideraba dentro del cerebro individual, en realidad están distribuidas en sistemas socioculturales que constituyen las herramientas para pensar y percibir el mundo. Así, un individuo puede percibir el entorno específico y organizar sus percepciones siguiendo las representaciones mentales típicas de su sistema sociocultural. ^{[ 1 ]} Según Hutchins, la cognición involucra no solo el cerebro sino también artefactos externos, equipos de trabajo formados por varias personas y sistemas culturales para interpretar la realidad (mítica, científica o de otro tipo). La teoría de la cognición distribuida de Hutchins explica los procesos mentales tomando como unidad fundamental de análisis "una colección de individuos y artefactos y sus relaciones entre sí en una práctica de trabajo particular". ^{[ 2 ]} La teoría de la cognición distribuida forma parte del campo interdisciplinario de la ciencia cognitiva corporizada , también llamada cognición corporizada .

La teoría de la cognición distribuida de Hutchins influyó en el filósofo Andy Clark, quien poco después propuso su propia versión de la teoría, denominándola "cognición extendida" (véase, por ejemplo, el artículo The Extended Mind ).

"DCog" es un enfoque específico de la cognición distribuida (distinto de otros significados) ^{[ 3 ]} que adopta una perspectiva computacional hacia los sistemas de actividad basados ​​en objetivos. ^{[ 4 ]}

El enfoque de cognición distribuida se basa en aportaciones de la antropología cultural , la sociología , la ciencia cognitiva corporizada y la psicología de Lev Vygotsky (véase psicología histórico-cultural ). Enfatiza las formas en que la cognición se transfiere al entorno mediante medios sociales y tecnológicos. Este marco implica la coordinación entre individuos, artefactos y el entorno.

Según Zhang y Norman (1994), ^{[ 5 ]} el enfoque de cognición distribuida tiene tres componentes clave:

1. Incorporación de información que está integrada en representaciones de interacción.
2. Coordinación de la acción entre agentes corporizados
3. Contribuciones ecológicas a un ecosistema cognitivo

DCog estudia la "propagación de estados representacionales a través de los medios". ^{[ 2 ]} Se considera que el contenido mental no es reducible a la cognición individual y se entiende mejor como descargado y extendido al entorno, donde la información también se pone a disposición de otros agentes (Heylighen, Heath y Overwalle, 2003). ^{[ 6 ]} A menudo se entiende como un enfoque en oposición específica a los modelos anteriores y aún predominantes de " cerebro en una cubeta " que ignoran la "situación, la encarnación y la enacción" como claves para cualquier acto cognitivo (Ibid.).

Estos marcos basados ​​en representaciones consideran la cognición distribuida como "un sistema cognitivo cuyas estructuras y procesos se distribuyen entre representaciones internas y externas, a través de un grupo de individuos y a través del espacio y el tiempo". ^{[ 7 ]} En términos generales, consideran que un sistema de cognición distribuida tiene dos componentes: representaciones internas y externas. En su descripción, las representaciones internas son el conocimiento y la estructura en la mente de los individuos, mientras que las representaciones externas son el conocimiento y la estructura en el entorno externo (Zhang, 1997b; Zhang y Norman, 1994). ^{[ 5 ]}

DCog estudia las formas en que los recuerdos, los hechos o el conocimiento están integrados en los objetos, las personas y las herramientas de nuestro entorno.

Estas interacciones se pueden categorizar en tres tipos distintos de procesos: ^{[ 8 ]}

1. Los procesos cognitivos pueden estar distribuidos entre los miembros de un grupo social .
2. Los procesos cognitivos pueden estar distribuidos en el sentido de que el funcionamiento del sistema cognitivo implica la coordinación entre la estructura interna y externa (material o ambiental).
3. Los procesos pueden distribuirse en el tiempo de tal manera que los productos de eventos anteriores pueden transformar la naturaleza de eventos relacionados.

John Milton Roberts consideraba que la organización social podía entenderse como cognición a través de una comunidad ( Roberts, 1964 ) . Describió los aspectos cognitivos de una sociedad analizando la información presente y cómo esta circula entre las personas que la integran.

Daniel L. Schwartz (1978) propuso una distribución de la cognición a través de la cultura y la distribución de las creencias entre los miembros de una sociedad. ^{[ 9 ]}

En 1985, el investigador Dan Sperber introdujo un enfoque epidemiológico para la distribución de las representaciones culturales. ^{[ 10 ]} Posteriormente, Romney, Weller y Batchelder (1986) establecieron el modelo cuantitativo para el consenso cultural . ^{[ 11 ]}

En 1998, Mark Perry, de la Universidad Brunel de Londres, exploró los problemas y los beneficios que aporta la cognición distribuida a la comprensión de la organización de la información en sus contextos. Consideró que la cognición distribuida se basa en la metáfora del procesamiento de la información propia de la ciencia cognitiva, donde un sistema se analiza en función de sus entradas y salidas, y las tareas se descomponen en un espacio de problemas . ^{[ 12 ]} Creía que la información debía estudiarse a través de su representación en el medio o artefacto que la representa. Se dice que la cognición es "socialmente distribuida" cuando se aplica para demostrar cómo los procesos interpersonales pueden utilizarse para coordinar la actividad dentro de un grupo social.

En 1997, Gavriel Salomon afirmó que existían dos clases de cognición distributiva: la cognición compartida y la descarga de tareas. ^{[ 13 ]} La cognición compartida es aquella que se comparte entre personas a través de una actividad común, como una conversación, donde hay un cambio constante de cognición basado en las respuestas de la otra persona. Un ejemplo de descarga de tareas sería usar una calculadora para hacer operaciones aritméticas o crear una lista de compras al ir de compras. En ese sentido, las tareas cognitivas se descargan a un objeto material.

Más tarde, John Sutton (2006) ^{[ 14 ]} definió cinco dominios de investigación apropiados para la investigación en Dcog:

1. Herramientas culturales externas, artefactos y sistemas de símbolos.
2. recursos ambientales naturales.
3. Distribución interpersonal y social o andamiaje .
4. Capacidades y habilidades incorporadas.
5. Artefactos cognitivos internalizados.

En 2024, el profesor letón Igor Val Danilov propuso una nueva era en la investigación sobre cognición distribuida al introducir el Modelo Neurocognitivo Madre-Feto . Este modelo explica cómo las propiedades corporales de la madre influyen en la cognición fetal. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

En la ontogénesis , el primer acto de la distribución de la representación mental tiene lugar en la díada madre-hijo que constituye en el niño las herramientas para pensar y percibir el mundo. Basándose en la evidencia de la investigación de hiperescaneo ^{[ 23 ]} y estudios de investigación psicofisiológica, ^{[ 29 ]} el profesor de investigación Igor Val Danilov desarrolló la noción de intencionalidad compartida introducida por primera vez por el profesor de psicología Michael Tomasello . Según la hipótesis, la madre distribuye la representación mental al niño para enseñar al joven sistema nervioso cómo responder correctamente a los cambios ambientales. ^{[ 30 ] [ 31 ]} Debido a este aprendizaje ecológico, el niño capta la percepción de los objetos y comienza a cognicionar el entorno en la etapa de reflejos simples del desarrollo sin comunicación ni pensamiento abstracto. Según Igor Val Danilov, la intencionalidad compartida activa la cognición en el niño desde el período embrionario. ^{[ 32 ]} Al comienzo de la vida, el entorno fetal es una cacofonía de estímulos : ondas electromagnéticas, interacciones químicas y fluctuaciones de presión. Por lo tanto, la percepción fetal es limitada. Dado que el estímulo relevante no puede superar el nivel de ruido al pasar por los sentidos, un umbral de ruido demasiado alto conduce al problema de la vinculación . Si bien los organismos muy jóvenes necesitan integrar estímulos para combinar objetos, fondo y características abstractas o emocionales en una sola experiencia para construir una representación de la realidad circundante, no pueden distinguir los estímulos sensoriales relevantes de forma independiente para integrarlos en representaciones de objetos. ^{[ 16 ]} El modelo neurocognitivo madre-feto explica cómo las propiedades del corazón de la madre (oscilaciones electromagnéticas y acústicas) dan forma a un conjunto de actividad neuronal en ambos sistemas nerviosos. Durante los actos intencionales de la madre con su entorno (el entorno acústico se comparte con el feto en una banda de sonido de baja frecuencia), el arrastre de ondas cerebrales proporciona pistas al sistema nervioso del feto, vinculando la actividad neuronal con los estímulos relevantes. ^{[ 16 ]}

El ámbito de aplicación de DCog es el diseño e implementación de sistemas en entornos laborales específicos. Su principal método es la investigación de campo , que consiste en adentrarse en el lugar de trabajo y realizar observaciones rigurosas, por ejemplo, mediante la grabación de vídeo del desempeño laboral, el estudio y la codificación de las actividades registradas utilizando métodos de investigación cualitativa para codificar las diversas formas en que se distribuye la cognición en el entorno local, a través de los sistemas sociales y técnicos con los que interactúan los trabajadores.

La cognición distribuida, como teoría del aprendizaje (es decir, aquella en la que el desarrollo del conocimiento se atribuye al sistema de agentes pensantes que interactúan dinámicamente con artefactos), se ha aplicado ampliamente en el campo de la educación a distancia , especialmente en relación con el aprendizaje colaborativo asistido por computadora (CSCL) y otras herramientas de aprendizaje asistidas por computadora. Por ejemplo, en el campo de la enseñanza de la composición en inglés, Kevin LaGrandeur ha argumentado que el CSCL proporciona una fuente de memoria común, un espacio colaborativo y un artefacto cognitivo (una herramienta para mejorar la cognición) que permite a los estudiantes crear composiciones escritas más efectivas mediante la colaboración explícita e implícita entre máquinas y humanos. La cognición distribuida ilustra el proceso de interacción entre personas y tecnologías para determinar la mejor manera de representar, almacenar y proporcionar acceso a los recursos digitales y otros artefactos.

El etiquetado colaborativo en la World Wide Web es uno de los desarrollos más recientes en el soporte tecnológico para la cognición distribuida. Iniciado en 2004 ^{[ 33 ]} y convertido rápidamente en un estándar en los sitios web, el etiquetado colaborativo permite a los usuarios cargar o seleccionar materiales (por ejemplo, imágenes, archivos de música, textos, sitios web) y asociar etiquetas a estos materiales. Las etiquetas se pueden elegir libremente y son similares a las palabras clave. Otros usuarios pueden entonces explorar las etiquetas; un clic en una etiqueta conecta al usuario con materiales etiquetados de manera similar. Además, las etiquetas permiten crear nubes de etiquetas , que representan gráficamente la popularidad de las etiquetas, mostrando relaciones de coocurrencia entre ellas y, por lo tanto, permitiendo saltar de una etiqueta a otra.

La Dcog también se ha utilizado para comprender el aprendizaje y la comunicación en entornos clínicos y para obtener una visión integrada del aprendizaje en el lugar de trabajo clínico. Se ha observado cómo los profesionales médicos utilizan y conectan prácticas gestuales, junto con estructuras visuales y hápticas de sus propios cuerpos y de artefactos como instrumentos tecnológicos y dispositivos computacionales. Al hacerlo, construyen conjuntamente representaciones complejas y multimodales que van más allá de las representaciones mentales que se suelen estudiar desde una perspectiva cognitiva del aprendizaje. ^{[ 34 ]}

La cognición distribuida también puede observarse a través de las culturas y las comunidades. Aprender ciertos hábitos o seguir ciertas tradiciones se considera cognición distribuida entre un grupo de personas. Explorar la cognición distribuida a través de la comunidad y la cultura es una forma de comprender cómo funciona.

Con las nuevas investigaciones que están surgiendo en este campo, el concepto general de cognición distribuida mejora la comprensión de las interacciones entre los individuos y los artefactos, como las tecnologías y las máquinas, así como los entornos externos complejos. Este concepto se ha aplicado a la investigación educativa en las áreas de liderazgo distribuido e instrucción distribuida .

La cognición distribuida entre el procesamiento interno y externo también se ha utilizado para estudiar la resolución de problemas y el razonamiento bayesiano . Por ejemplo, se ha observado que el uso de materiales manipulables externos, como tarjetas y fichas, puede ayudar a mejorar el rendimiento y reducir el sesgo cognitivo, como la falacia de la tasa base , incluso entre adultos que resuelven problemas, siempre que interactúen físicamente con estos artefactos. ^{[ 35 ]} También se ha informado que interactuar con fichas puede reducir el impacto de la ansiedad matemática en el rendimiento del cálculo mental ^{[ 36 ]} y favorece la introspección ^{[ 37 ] [ 38 ],} aunque la evidencia es mixta con respecto al impacto de distribuir la cognición entre el procesamiento interno y externo con respecto a la introspección . ^{[ 39 ]}

El progreso en la investigación sobre el modelo neurocognitivo madre-feto revela perspectivas para una amplia gama de aplicaciones, desde terapias basadas en neuroestimulación natural hasta interfaces cerebro-computadora no invasivas. ^{[ 16 ]}

La cognición distribuida se observa al usar papel y lápiz para resolver un problema aritmético complejo. La persona que realiza el problema puede consultar con un amigo para aclararlo y luego debe escribir las respuestas parciales en el papel para poder llevar un registro de todos los pasos del cálculo. En este ejemplo, los componentes de la cognición distribuida se observan en:

• plantear el problema, en colaboración con otra persona,
• realizar operaciones de manipulación/aritméticas, tanto mentalmente como anotando las respuestas parciales resultantes.

El proceso de encontrar la respuesta requiere no solo la percepción y el pensamiento de dos personas, sino también el uso de una herramienta (papel) para ampliar la memoria individual. Así, la inteligencia se distribuye, tanto entre las personas como entre una persona y un objeto.

Otro ámbito ampliamente estudiado para analizar la cognición distribuida y aplicar los conocimientos adquiridos al diseño de sistemas más óptimos es la aviación, donde tanto las cabinas de mando como los entornos de control de tráfico aéreo se han analizado como escenarios que distribuyen la cognición tecnológica y socialmente a través de sistemas de medios de representación externalizados. No es el rendimiento cognitivo ni la pericia de una sola persona o máquina lo que resulta importante para el funcionamiento continuo o el aterrizaje y despegue de los aviones. La cognición se distribuye entre el personal, los sensores y la maquinaria, tanto en el avión como en tierra, incluyendo, entre otros, a los controladores, pilotos y la tripulación en su conjunto. ^{[ 40 ]}

Hutchins también examinó otra escena de cognición distribuida en el contexto de la navegación de un buque de la Armada de los Estados Unidos. ^{[ 41 ]} En su libro sobre el USS Palau, ^{[ 1 ]} explica en detalle cómo se manifiesta la cognición distribuida a través de la interacción entre los miembros de la tripulación al interpretar, procesar y transformar la información en diversos estados representacionales para navegar el buque de forma segura. En esta unidad funcional, los miembros de la tripulación (por ejemplo, operadores de pelorus, tomadores de rumbo, trazadores y el capitán del buque) desempeñan el papel de actores que transforman la información en diferentes estados representacionales (es decir, triangulación, avistamientos de puntos de referencia, rumbos y mapas). En este contexto, la navegación se materializa a través de los esfuerzos combinados de los actores en la unidad funcional.

En su estudio sobre el proceso, la representación y el mundo de las tareas, Mark Perry ^{[ 12 ]} demostró cómo se puede llevar a cabo un análisis de cognición distribuida en un estudio de campo. Su ejemplo fue el análisis de diseño en ingeniería civil . En este trabajo, mostró cómo se puede aplicar un enfoque de procesamiento de la información mediante un análisis detallado de los antecedentes del estudio: objetivos y recursos, entradas y salidas, representaciones y procesos, y la actividad de transformación, "cómo se transformó la información de los planos de diseño y del sitio en tablas de mediciones (diferentes representaciones)" y luego en "una representación gráfica" que proporcionó una demostración más clara de la relación entre los dos conjuntos de datos. ^{[ 12 ]}

Sobre psicología educativa :

Las personas piensan en conjunto y en colaboración con otros, y con la ayuda de herramientas e instrumentos proporcionados culturalmente.

Sobre la ciencia cognitiva :

Los sistemas nerviosos no forman representaciones del mundo, solo pueden formar representaciones de las interacciones con el mundo. ^{[ 42 ]}

El énfasis en encontrar y describir "estructuras de conocimiento" que se encuentran en algún lugar "dentro" del individuo nos lleva a pasar por alto el hecho de que la cognición humana siempre está situada en un mundo sociocultural complejo y no puede permanecer ajena a él.