Aprendizaje y el sistema GPS cerebral

“Los hábitos son soluciones confiables a problemas recurrentes”

Jason Rea

Los hábitos han sido analizados por la comunidad científica desde distintas disciplinas, principalmente desde la psicología y la neurobiología. Ambas especialidades han llegado a conclusiones similares acerca de este tema y la mayoría de las hipótesis acerca del funcionamiento de los hábitos han podido ser comprobadas a través de los métodos experimentales empleados por ambas. En este artículo presentaré un una colección de algunos de estos hallazgos.

Debemos pensar en los hábitos cómo soluciones confiables a problemas recurrentes, una definición dada por el neurocientífico y divulgador Jason Rea. Para entender qué son y como funcionan los hábitos, debemos de investigar cómo es que se forma nuevo conocimiento en un organismo y cómo se refina una habilidad a través de su repetición.

¿Cómo se forma un nuevo hábito?

La pregunta inicial que debemos hacer es: ¿Cómo se aprende una nueva habilidad? Para responderla, el psicólogo Edward L. Thorndike trató de entender cómo los animales (gatos) aprenden a resolver un acertijo para escapar de un lugar y conseguir comida, esta serie de experimentos fue conducida a finales del siglo XIX. El punto era someter a los gatos a una situación nueva en la que tuvieran que aprender cómo activar una polea para abrir una puerta. Thorndike colocó gatos dentro de cajas pequeñas en las que había una palanca unida a un cordón que levantaba una compuerta. Al salir de la caja, los gatos recibían alimento. Thorndike estudió el tiempo que le tomaba a cada gato llegar a la comida en múltiples exposiciones a la misma caja. Él deseaba saber si los animales aprendían el proceso para abrir la puerta o si confiaban únicamente en un proceso de prueba y error de manera permanente. La pregunta en el fondo de este experimento era si los animales desarrollaban aprendizaje. Si este era el caso, el tiempo para resolver el mecanismo debía ser menor en cada intento. Si los animales no aprendían cómo accionar el mecanismo, el tiempo permanecería constante.

Sus hallazgos fueron claros: cada vez que los gatos volvían a la caja, el tiempo que les costaba salir era menor, siendo de 10 a 12 minutos en las primeras ocasiones y de tan solo 5 a 9 segundos tras 10 intentos. Esto confirmó que los gatos experimentaban aprendizaje y refinamiento gradual de esta habilidad. Algo curioso, fue que los gatos no pueden copiar la solución de otros animales; al colocar gatos nuevos en una caja junto a un gato experimentado, los gatos no pudieron copiar la solución. Cada uno tenía que aprender individualmente el proceso para resolver el acertijo de la cajita. Adicionalmente, Thorndike encontró que los gatos tampoco resolvieron la tarea con mayor rapidez si él ponía la patita del gato en la palanca que abría la compuerta; solo la experiencia completa de hallarse encerrado, encontrar la palanca, salir y conseguir la comida resultaba en aprendizaje. No había manera de abreviar la adopción del nuevo comportamiento.

Thorndike concluyó de este experimento que el proceso de aprendizaje es individual; cada sujeto necesita tener la necesidad de cambiar su situación para motivar una nueva conducta y también obtener la recompensa al lograr este cambio. La exposición repetida al mismo problema hace que la solución encontrada se practique y se haga cada vez más rápida y efectiva (con menos movimientos). Los dos hallazgos adicionales de Thorndike podrían despertar suspicacias acerca de las menores capacidades cognitivas de los gatos en comparación con los humanos, sin embargo, debemos pensar en que el mecanismo de polea resulta algo totalmente nuevo y extraño para el gato. Una comparación justa sería aprender el inicio de una pieza en el piano; a pesar de ver a alguien hacerlo o de que nuestra maestra nos ponga la mano y los dedos sobre las teclas correctas, esto no hará que la toquemos de automáticamente, necesitamos vivir todo el aprendizaje.

Este experimento fue fundamental para el desarrollo de “la ley del efecto”, que posteriormente fue adoptada por el psicólogo Frederik Skinner para proponer la teoría del condicionamiento. Esta ley puede resumirse con la siguiente frase:

Las acciones que llevan a una recompensa serán repetidas y aquellas que no llevan a nada, o cuya consecuencia es negativa, tenderán a evitarse.

Un modelo interno de la realidad.

Un descubrimiento más reciente que la pena mencionar, es que este aprendizaje no solo es algo que experimentamos de manera consciente, sino que también tiene una traducción física en nuestro cerebro: cada nueva habilidad aprendida tiene una localización en el cerebro y requiere de la formación de conexiones entre neuronas que unan a través de redes distintas áreas cerebrales para lograr una tarea.

El fenómeno físico de aprendizaje ha sido estudiado en múltiples contextos, pero sin duda el hallazgo más famoso es el sistema de localización del cerebro. Los investigadores responsables del descubrimiento del “GPS cerebral” recibieron el premio Nobel de Medicina en 2014.

En 1971, John O’ Keefe descubrió en ratas de laboratorio, que había partes en su cerebro (en un área llamada hipocampo) que se activaban únicamente cuando pasaban por un lugar particular de su hábitat y otras lo hacían únicamente cuando pasaban por otras zonas. Estas neuronas eran completamente específicas de cada localización en la que la rata se encontraba, por lo que O’Keefe les da el nombre de “neuronas de localización”.

Posteriormente, la pareja de investigadores noruegos May-Britt Moser y Edvard Moser, exalumnos de O’Keefe, publicaron en 2005 un descubrimiento en la misma dirección: hay neuronas que se activaban cuando las ratas pasan por múltiples lugares de un laberinto complejo, haciendo un patrón de actividad que simula el lugar en donde caminan. Estas neuronas se localizan delante del hipocampo en una zona llamada corteza entorrinal y forman un patrón espacial parecido a una malla compuesta de pequeños triángulos y se activan dependiendo de la dirección con la que caminan los animales.

Puedes ver un resumen gráfico de este descubrimiento en el siguiente enlace de la página de los premios Nobel:

Haz clic para acceder a med_image_press_eng-6.pdf

¿Qué podemos aplicar del sistema de “GPS cerebral” a otras funciones cognitivas como el aprendizaje?

El descubrimiento de este sistema de localización cerebral permitió conocer que existe un modelo interno de la realidad en la que vivimos. Este modelo requiere de la experimentación repetida de una ruta y del espacio físico que nos rodea para consolidar los circuitos nerviosos que nos permiten “vivir la experiencia de estar en un sitio” o “experimentar una ruta”. Sin embargo, este tipo de modelos internos de la realidad no son exclusivos del sistema de navegación en nuestra mente, es posible aplicar este conocimiento a otros procesos cognitivos como el aprendizaje, la memoria y la planeación y efectivamente. Se ha encontrado que estos también requieren del proceso físico de transformación en el cerebro para almacenar la información de un nuevo conocimiento o la capacidad de ejecución de una nueva habilidad. El aspecto más importante de este descubrimiento es que explica por qué en tareas de cierta complejidad, el conocimiento no puede ser simplemente imitado, sino que cada individuo necesita literalmente construir su versión del aprendizaje. Esto explica por que los gatos no pueden copiar a otros para abrir la caja o por qué nosotros no podemos tocar una pieza nueva de piano al ver a alguien hacerlo.

Una característica adicional de la formación de estas redes neuronales es que poseen la capacidad de resumen. Esto quiere decir que las células cerebrales que contienen la información aprendida o la información para necesaria para ejecutar una tarea motora establecen conexiones cada vez más fuertes y fijan la nueva habilidad aprendida. Una vez que este nuevo conocimiento ha sido fijado, las redes neuronales que lo contienen gradualmente se simplifican y requieren de menor energía y de menor esfuerzo mental para realizar su tarea. Los animales de estudio usados en el sistema de navegación cerebral aprendían la ruta al atravesarla repetidamente y esto generaba un patrón más claro de células activadas en el cerebro y además, reducía paulatinamente el número de células que se activaban.

Esto puede explicar por qué cuando aprendemos a hacer algo, el esfuerzo para repetir la tarea es progresivamente menor.

Conclusiones

El aprendizaje de cualquier habilidad puede convertirse en un hábito, siempre y cuando, esta habilidad sea aplicada de manera repetida.

Los hábitos son herramientas liberadoras, pues nos permiten automatizar tareas repetitivas y dedicar nuestra consciencia a tareas más complejas. Además, los hábitos tienen un efecto acumulativo y nos permiten llegar a ser excelentes en tareas que requieren de destreza y precisión como tocar un instrumento, reaccionar adecuadamente al conducir un auto o usar correctamente nuestro conocimiento durante un día de trabajo normal.

Sin embargo, los hábitos solo pueden liberarnos si estamos conscientes de las acciones repetitivas que hemos desarrollado y si podemos dirigirlos hacia las metas o hacia la identidad que deseamos desarrollar. Para esto, es totalmente necesario el autoconocimiento.

En los siguientes artículos acerca del tema hábitos, continuaré con la explicación neurológica de sus cualidades así como estrategias de implementación y optimización para la adopción de nuevos hábitos positivos y estrategias para abandonar los malos.

Relaciones:

Este artículo es parte de una serie del tema hábitos. La primera edición de esta serie trata acerca del rol de la identidad en la formación de una nueva conducta y puede ser leído aquí:

Los hábitos y su influencia en nuestra identidad.

Referencias.

Este ensayo está inspirado principalmente en el libro “Hábitos atómicos” de James Clear y el libro “Pensar rápido, pensar despacio” del premio Nobel en psicología Daniel Kahneman.

Las notas acerca del descubrimiento del sistema de navegación cerebral están basadas en el reporte de prensa de la fundación Nobel en el siguiente link:

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2014/press-release/