Mapa cognitivo

Un mapa cognitivo es un tipo de representación mental que utiliza un individuo para organizar su almacén personal de información sobre su entorno espacial cotidiano o metafórico, y la relación entre sus partes componentes. El concepto fue introducido por Edward Tolman en 1948. ^{[ 1 ]} Intentó explicar el comportamiento de las ratas que parecían aprender la disposición espacial de un laberinto, y posteriormente el concepto se aplicó a otros animales, incluidos los humanos. ^{[ 2 ]} El término fue más tarde generalizado por algunos investigadores, especialmente en el campo de la investigación operativa , para referirse a un tipo de red semántica que representa el conocimiento o los esquemas personales de un individuo . ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

Los mapas cognitivos se han estudiado en diversos campos, como la psicología, la educación, la arqueología, la planificación, la geografía, la cartografía, la arquitectura, la arquitectura paisajista, la planificación urbana, la administración y la historia. ^{[ 6 ]} Debido al amplio uso y estudio de los mapas cognitivos, se ha convertido en un término coloquial para casi cualquier representación o modelo mental. ^{[ 6 ]} En consecuencia, estos modelos mentales suelen denominarse de diversas maneras, como mapas cognitivos, mapas mentales , guiones , esquemas y marcos de referencia .

Los mapas cognitivos sirven para la construcción y acumulación de conocimiento espacial, permitiendo que la " mente " visualice imágenes para reducir la carga cognitiva , mejorar el recuerdo y el aprendizaje de la información. Este tipo de pensamiento espacial también puede usarse como metáfora para tareas no espaciales, donde las personas que realizan tareas no espaciales que implican memoria e imágenes utilizan el conocimiento espacial para facilitar el procesamiento de la tarea. ^{[ 7 ]} Incluyen información sobre las relaciones espaciales que tienen los objetos entre sí en un entorno y nos ayudan a orientarnos y movernos en un entorno y en el espacio.

Se ha especulado que los correlatos neuronales de un mapa cognitivo son el sistema de células de lugar en el hipocampo ^{[ 8 ] [ 9 ]} y las células de cuadrícula recientemente descubiertas en la corteza entorrinal . ^{[ 10 ]}

La idea de un mapa cognitivo fue desarrollada por primera vez por Edward C. Tolman . Tolman, uno de los primeros psicólogos cognitivos, introdujo esta idea al realizar un experimento con ratas y laberintos. En su experimento, se colocó una rata en un laberinto en forma de cruz y se le permitió explorarlo. Tras esta exploración inicial, la rata fue colocada en uno de los brazos de la cruz y se colocó comida en el brazo inmediatamente a la derecha. La rata se condicionó a esta disposición y aprendió a girar a la derecha en la intersección para llegar a la comida. Sin embargo, al ser colocada en diferentes brazos del laberinto en forma de cruz, la rata seguía yendo en la dirección correcta para obtener la comida gracias al mapa cognitivo inicial que había creado del laberinto. En lugar de simplemente decidir girar a la derecha en la intersección sin importar qué, la rata era capaz de determinar el camino correcto hacia la comida independientemente de su ubicación en el laberinto. ^{[ 11 ]}

Desafortunadamente, la investigación posterior se vio ralentizada por el punto de vista conductista predominante en el campo de la psicología en aquel entonces. ^{[ 12 ]} Años más tarde, O'Keefe y Nadel atribuyeron la investigación de Tolman al hipocampo, afirmando que era la clave de la representación mental del entorno de la rata. Esta observación impulsó la investigación en esta área y, en consecuencia, gran parte de la actividad del hipocampo se explica mediante la creación de mapas cognitivos. ^{[ 13 ]}

Con el paso del tiempo, el mapa cognitivo se investigó en otros campos prometedores que lo consideraron útil, lo que dio lugar a definiciones y aplicaciones más amplias y diferenciadas.

Un mapa cognitivo es una representación espacial del mundo exterior que se almacena en la mente hasta que se genera una manifestación real (generalmente, un dibujo) de este conocimiento percibido: un mapa mental. El mapeo cognitivo es la parte implícita, mientras que el mapeo mental es la parte explícita del mismo proceso. En la mayoría de los casos, un mapa cognitivo existe independientemente de un mapa mental; un artículo que tratara únicamente sobre mapas cognitivos se limitaría a consideraciones teóricas.

Los mapas mentales suelen asociarse con puntos de referencia, ubicaciones y geografía cuando se demuestran. La creación de mapas mentales depende del individuo y sus percepciones, ya sean influenciadas por los medios de comunicación, la vida real u otras fuentes. Debido a su capacidad de almacenar información, los mapas mentales pueden ser útiles para dar indicaciones y orientarse. ^{[ 14 ] [ 15 ]} Como se indicó anteriormente, esta distinción es difícil de identificar cuando se presentan definiciones casi idénticas; sin embargo, existe una diferencia. ^{[ 16 ]}

En algunos casos, el término "mapa mental" se refiere a una práctica que realizan los teóricos urbanos, la cual consiste en que los habitantes de la ciudad dibujen de memoria un mapa de su ciudad o del lugar donde viven. Esto permite al teórico comprender qué partes de la ciudad o de la vivienda son más sustanciales o imaginables. Esto, a su vez, contribuye a formarse una idea decisiva sobre la eficacia de la planificación urbana. ^{[ 17 ]}

El mapa cognitivo se genera a partir de diversas fuentes, tanto del sistema visual como de otros. Gran parte del mapa cognitivo se crea mediante señales de movimiento autogeneradas . Las entradas de sentidos como la vista, la propiocepción , el olfato y el oído se utilizan para deducir la ubicación de una persona dentro de su entorno a medida que se desplaza por él. Esto permite la integración de la trayectoria, la creación de un vector que representa la posición y la dirección de una persona dentro de su entorno, específicamente en comparación con un punto de referencia anterior. Este vector resultante puede transmitirse a las células de lugar del hipocampo, donde se interpreta para proporcionar más información sobre el entorno y la ubicación de la persona dentro del contexto del mapa cognitivo. ^{[ 18 ]}

Las señales direccionales y los puntos de referencia posicionales también se utilizan para crear el mapa cognitivo. Dentro de las señales direccionales, tanto las señales explícitas, como las marcas en una brújula, como los gradientes, como el sombreado o los campos magnéticos, se utilizan como entradas para crear el mapa cognitivo. Las señales direccionales pueden utilizarse tanto de forma estática, cuando una persona no se mueve dentro de su entorno mientras lo interpreta, como de forma dinámica, cuando el movimiento a través de un gradiente se utiliza para proporcionar información sobre la naturaleza del entorno circundante. Los puntos de referencia posicionales proporcionan información sobre el entorno comparando la posición relativa de objetos específicos, mientras que las señales direccionales proporcionan información sobre la forma del entorno en sí. Estos puntos de referencia son procesados ​​conjuntamente por el hipocampo para proporcionar un gráfico del entorno a través de ubicaciones relativas. ^{[ 18 ] [ 9 ]}

Alex Siegel y Sheldon White (1975) propusieron un modelo de adquisición de conocimiento espacial basado en diferentes niveles. Se dice que la primera etapa del proceso se limita a los puntos de referencia disponibles en un nuevo entorno. Luego, como segunda etapa, se codificará información sobre las rutas que conectan los puntos de referencia, inicialmente en una representación no métrica, y posteriormente se ampliará con propiedades métricas, como distancias, duraciones y desviaciones angulares. En el tercer y último paso, el observador podrá utilizar una representación topográfica del entorno, empleando un punto de vista alocéntrico. ^{[ 19 ]}

En definitiva, la adquisición de mapas cognitivos es una construcción gradual. Este tipo de conocimiento es multimodal y se construye a partir de diferentes fragmentos de información provenientes de diversas fuentes, que se integran paso a paso.

Se cree que el mapeo cognitivo es en gran medida una función del hipocampo. El hipocampo está conectado al resto del cerebro de tal manera que resulta ideal para integrar información tanto espacial como no espacial. Las conexiones de la corteza postrinal y la corteza entorrinal medial proporcionan información espacial al hipocampo. Las conexiones de la corteza perirrinal y la corteza entorrinal lateral proporcionan información no espacial. La integración de esta información en el hipocampo lo convierte en una ubicación práctica para el mapeo cognitivo, que necesariamente implica combinar información sobre la ubicación de un objeto y sus otras características. ^{[ 20 ]}

O'Keefe y Nadel fueron los primeros en describir una relación entre el hipocampo y el mapeo cognitivo. ^{[ 8 ]} Muchos estudios posteriores han aportado evidencia adicional que respalda esta conclusión. ^{[ 21 ]} Específicamente, las células piramidales ( células de lugar , células de límite y células de cuadrícula ) se han implicado como la base neuronal de los mapas cognitivos dentro del sistema hipocampal.

Numerosos estudios de O'Keefe han implicado la participación de las células de lugar. Las células de lugar individuales dentro del hipocampo corresponden a ubicaciones separadas en el entorno, y la suma de todas las células contribuye a un único mapa de todo el entorno. La fuerza de las conexiones entre las células representa las distancias entre ellas en el entorno real. Las mismas células pueden usarse para construir varios entornos, aunque las relaciones de las células individuales entre sí pueden diferir en cada mapa. ^{[ 8 ]} La posible participación de las células de lugar en el mapeo cognitivo se ha observado en varias especies de mamíferos, incluyendo ratas y monos macacos. ^{[ 21 ]} Además, en un estudio de ratas realizado por Manns y Eichenbaum, las células piramidales dentro del hipocampo también participaron en la representación de la ubicación e identidad de los objetos, lo que indica su participación en la creación de mapas cognitivos. ^{[ 20 ]} Sin embargo, ha habido cierta controversia sobre si dichos estudios en especies de mamíferos indican la presencia de un mapa cognitivo y no otro método más simple para determinar el entorno. ^{[ 22 ]}

Aunque no se localizan en el hipocampo, las células de cuadrícula de la corteza entorrinal medial también se han visto implicadas en el proceso de integración de trayectorias , desempeñando de hecho el papel de integrador de trayectorias, mientras que las células de lugar muestran el resultado de la información obtenida a través de la integración de trayectorias. ^{[ 23 ]} Los resultados de la integración de trayectorias son utilizados posteriormente por el hipocampo para generar el mapa cognitivo. ^{[ 18 ]} Es probable que el mapa cognitivo exista en un circuito que involucre mucho más que solo el hipocampo, incluso si se basa principalmente allí. Además de la corteza entorrinal medial, el presubículo y la corteza parietal también se han visto implicados en la generación de mapas cognitivos. ^{[ 21 ]}

Según O'Keefe y Nadel (1978), no solo los humanos requieren habilidades espaciales. Los animales no humanos también las necesitan para encontrar alimento, refugio y otros animales, ya sean parejas o depredadores. ^{[ 25 ]} Para ello, algunos animales establecen relaciones entre puntos de referencia, lo que les permite realizar inferencias espaciales y detectar posiciones. ^{[ 26 ]}

Los primeros experimentos con ratas en un laberinto, realizados por Tolman, Ritchie y Kalish (1946), demostraron que las ratas pueden formar mapas mentales de ubicaciones espaciales con una buena comprensión de las mismas. Sin embargo, estos experimentos, retomados posteriormente por otros investigadores (por ejemplo, por Eichenbaum, Stewart y Morris, 1990 y por Singer et al., 2006), no han llegado a conclusiones tan claras. Algunos autores intentaron dilucidar cómo las ratas pueden tomar atajos. Los resultados han demostrado que, en la mayoría de los casos, las ratas no utilizan un atajo para alcanzar la comida a menos que hayan sido expuestas previamente a dicha ruta. En ese caso, las ratas utilizan esa ruta significativamente más rápido y con mayor frecuencia que aquellas que no fueron expuestas previamente. Además, tienen dificultades para realizar inferencias espaciales, como tomar una ruta de atajo novedosa. ^{[ 27 ]}

En 1987, Chapuis y Varlet llevaron a cabo un experimento con perros para determinar si eran capaces de inferir atajos. La conclusión confirmó su hipótesis. De hecho, los resultados demostraron que los perros podían ir del punto de partida al punto A con comida y luego ir directamente al punto B sin regresar al punto de partida. Pero para Andrew TD Bennett (1996), esto puede significar simplemente que los perros habían visto algunos puntos de referencia cerca del punto B, como árboles o edificios, y se dirigieron hacia ellos porque los asociaron con la comida. Más tarde, en 1998, Cheng y Spetch realizaron un experimento con jerbos. Al buscar la comida escondida (objetivo), los jerbos utilizaban la relación entre el objetivo y un punto de referencia a la vez. En lugar de deducir que la comida estaba equidistante de dos puntos de referencia, los jerbos la buscaban por su posición con respecto a dos puntos de referencia independientes. Esto significa que, aunque los animales utilizan puntos de referencia para localizar posiciones, lo hacen de una manera determinada. ^{[ 26 ]}

Otro experimento, esta vez con palomas , demostró que también utilizan puntos de referencia para ubicar posiciones. La tarea consistía en que las palomas encontraran comida escondida en una arena. Parte de la prueba consistía en asegurarse de que no utilizaran su olfato para localizar la comida. Estos resultados muestran y confirman otras evidencias de vínculos presentes en estos animales entre uno o varios puntos de referencia y la comida escondida (Cheng y Spetch, 1998, 2001; Spetch y Mondloch, 1993; Spetch et al., 1996, 1997). ^{[ 25 ]}

Cada vez hay más evidencia de que los peces forman mapas cognitivos de navegación. ^{[ 28 ]} En un estudio neurológico, sistemas inalámbricos de registro neuronal midieron la actividad neuronal de peces dorados y encontraron evidencia de que forman mapas cognitivos complejos de su entorno. ^{[ 29 ]}

En una revisión, Andrew TD Bennett señaló dos definiciones principales para el término "mapa cognitivo". La primera, según Tolman, O'Keefe y Nadel, implica la capacidad de crear atajos novedosos gracias a la memorización rigurosa de los puntos de referencia. La segunda, según Gallistel, considera un mapa cognitivo como " cualquier representación del espacio que posee un animal ". ^{[ 22 ]} Esta falta de una definición adecuada también es compartida por Thinus-Blanc (1996), quien afirmó que la definición no es lo suficientemente clara. Por lo tanto, esto dificulta la conclusión de experimentos posteriores. ^{[ 25 ]}

Sin embargo, Bennett argumentó que no existe evidencia clara de mapas cognitivos en animales no humanos (es decir, mapas cognitivos según la definición de Tolman). Este argumento se basa en análisis de estudios donde se ha encontrado que explicaciones más simples pueden dar cuenta de los resultados experimentales. Bennett destaca tres alternativas más simples que no se pueden descartar en las pruebas de mapas cognitivos en animales no humanos: "Estas alternativas son: (1) que el atajo aparentemente novedoso no sea realmente novedoso; (2) que se esté utilizando la integración de trayectorias; y (3) que se estén reconociendo puntos de referencia familiares desde un nuevo ángulo, seguido de un movimiento hacia ellos". ^{[ 22 ]} Este punto de vista también es compartido por Grieves y Dudchenko (2013), quienes demostraron con su experimento en ratas (presentado brevemente más arriba) que estos animales no son capaces de hacer inferencias espaciales utilizando mapas cognitivos. ^{[ 27 ]}

Se descubrió que las heurísticas se utilizan en la manipulación y creación de mapas cognitivos. ^{[ 30 ]} Estas representaciones internas son utilizadas por nuestra memoria como guía en nuestro entorno externo. Se observó que, al ser interrogadas sobre la representación de mapas, el distanciamiento, etc., las personas solían distorsionar las imágenes. Estas distorsiones se manifestaban en la regularización de las imágenes (es decir, las imágenes se representaban como imágenes geométricas abstractas puras , aunque de forma irregular).

Existen varias formas en que los humanos forman y utilizan mapas cognitivos, siendo la información visual una parte especialmente clave: la primera es mediante el uso de puntos de referencia , donde una persona utiliza una imagen mental para estimar una relación, generalmente la distancia, entre dos objetos. La segunda es el conocimiento de rutas y caminos , que generalmente se desarrolla después de que una persona ha realizado una tarea y transmite la información de dicha tarea a otra persona. La tercera es un reconocimiento , mediante el cual una persona estima una distancia basándose en una imagen mental que, para ella, podría parecer un mapa real. Esta imagen generalmente se crea cuando el cerebro de una persona comienza a realizar correcciones de imagen. Estas se presentan de cinco maneras:

1. Sesgo de ángulo recto : ocurre cuando una persona endereza una imagen, como al trazar un mapa de una intersección, y comienza a asignar ángulos de 90 grados a todo , cuando en realidad puede que no sea así.
2. Heurística de simetría : cuando las personas tienden a pensar que las formas o los edificios son más simétricos de lo que realmente son.
3. Heurística de rotación : cuando una persona toma una imagen distorsionada de forma natural (realista) y la endereza para su imagen mental.
4. Heurística de alineación : similar a la anterior, donde las personas alinean mentalmente los objetos para que parezcan más rectos de lo que realmente son.
5. Heurística de posición relativa : las personas no calculan con precisión la distancia entre puntos de referencia en su imagen mental basándose en lo bien que los recuerdan.

Otro método para crear mapas cognitivos es mediante la entrada auditiva basada en descripciones verbales. Utilizando el mapeo basado en la entrada visual de una persona, otra persona puede crear una imagen mental, como indicaciones para llegar a un lugar determinado. ^{[ 31 ]}

• La geografía cognitiva se distingue por su énfasis en la geografía, así como en la percepción del espacio y el entorno. ^{[ 32 ]}
• El mapa cognitivo difuso establece una conexión importante entre conceptos y eventos reales. ^{[ 33 ]}
• La percepción del movimiento está más directamente relacionada con el procesamiento de la velocidad y la dirección. ^{[ 34 ]}
• La rejilla de repertorio es una técnica para identificar el significado. ^{[ 35 ]}
• El mapa mental está directamente relacionado con la ampliación de un tema particular mediante diagramas físicos. ^{[ 14 ]}

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