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¿Qué tipo de matemáticas aprender para comprender los sistemas dinámicos en las ciencias cognitivas?

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Una tendencia actual en la ciencia cognitiva es ver la mente como un sistema dinámico (por ejemplo, Continuidad de la mente por Spivey, en el que la cognición se entiende como una "trayectoria continua y a menudo recurrente a través de un espacio de estados"). Aunque me gustaría evaluar críticamente esta tendencia, nunca he tomado ni siquiera un curso básico de cálculo.

No tengo la intención de construir modelos de sistemas dinámicos yo mismo. ¿Cuál es el mínimo de aprendizaje matemático que necesito lograr para comprender los sistemas dinámicos en el contexto de la psicología? No pretendo construir yo mismo modelos de sistemas dinámicos. Recuerda, ¡soy un novato total!


Desafortunadamente, en psicología y ciencias cognitivas (y algunas partes de la neurociencia) no se brinda absolutamente ningún entrenamiento matemático más allá del nivel de la escuela secundaria (estadísticas de introducción, conceptos básicos de álgebra lineal en $ mathbb {R} ^ 2 $ y $ mathbb {R} ^ 3 $, e intro calc; vea también esta respuesta). Para que esto se pueda relacionar, compararé los sistemas de comprensión de la dinámica con la literatura, donde tienes 3 niveles: (1) poder leer, (2) poder evaluar, (3) poder escribir.

  1. Nivel de lectura: debería ser suficiente un curso básico de sistemas dinámicos. Si comprende las matemáticas al nivel de "Dinámica no lineal y caos" de Strogatz (generalmente utilizado en un primer curso de pregrado sobre sistemas dinámicos), entonces sabrá cómo leer un artículo sobre sistemas dinámicos en ciencia cognitiva.

  2. Nivel de evaluación: necesita alcanzar el conceptos básicos de matemáticas que todo el mundo en las ciencias "duras" o en la ingeniería (no software) tiene: álgebra lineal, ecuaciones diferenciales ordinarias, PDE introductorias (en el nivel de cálculo 3 o 4), lógica y matemáticas discretas introductorias. Más importante aún, necesitaría la noción extremadamente vaga de madurez matemática. Desafortunadamente, es difícil explicar cómo lograrlo. No conozco ningún concepto equivalente en las ciencias cognitivas. No hay atajos para alcanzar la madurez matemática y no es un dominio específico. La madurez matemática es algo que se alcanza al hacer muchos tipos diferentes de matemáticas básicas y pruebas.

  3. Nivel de escritura: el paso de (2) a (3) no es tan grande como de (1) a (2), todo lo que necesita es creatividad y amplitud de lectura en el dominio relevante: es decir, ciencia cognitiva. La falta de una gran brecha entre (2) y (3) es la razón por la que a menudo vemos a matemáticos y físicos teóricos cruzar dominios y comenzar a contribuir a las ramas teóricas de varios campos (biología, neurociencia, psicología, etc.).


2 métodos

2.1 Participantes

Un total de 148 participantes (80 mujeres, 67 hombres, 1 desconocido) con una edad media de 34,9 años (Dakota del Sur = 12, rango = 18–64) participaron a través de Internet. Los participantes fueron reclutados a través de Mechanical Turk (MTurk), un sitio de reclutamiento de participantes en línea. Los participantes fueron compensados ​​después de completar el estudio a través de su cuenta MTurk con una tarifa plana

4. Discusión

Esta investigación proporciona explicaciones cognitivas para un error robusto y consistente en el procesamiento de sistemas dinámicos, el fallo SF. Primero, encontramos que el formato de la pregunta puede inducir un procesamiento local o global y, por lo tanto, influir en la falla de SF. En segundo lugar, la falla de SF está relacionada con estilos de procesamiento individuales locales más que globales, y cuanto más local es el estilo de procesamiento de los participantes, más tienden a usar la heurística de correlación. En tercer lugar, al preparar a los participantes de manera procedimental para que procesen la información a nivel mundial en lugar de localmente, pueden disminuir la falla de SF.

El fracaso de SF en el formato de pregunta local de la tarea DS fue dramáticamente mayor que en el formato de pregunta global. En el formato de pregunta local, solo una minoría de participantes pudo inferir el comportamiento de la acción. Estas proporciones están muy de acuerdo, aunque más bajas que en investigaciones anteriores (Cronin et al., 2009 Sterman, 2008). La mayor parte de la investigación anterior en la tarea DS se llevó a cabo en universidades con un alto nivel de educación matemática; las proporciones más bajas pueden deberse a la población más general utilizada en el estudio actual. Cuando se destacaron las interrelaciones entre los elementos del sistema en el formato global (Fig.3), en lugar de detalles específicos de los elementos del sistema en el formato original (Fig.2), una gran proporción de participantes pudo inferir correctamente el comportamiento general del sistema. Este resultado sugiere que la falla de SF encontrada anteriormente puede atribuirse al menos en parte a la forma en que se formularon las preguntas sobre el sistema, o específicamente a cómo el formato de pregunta local puede dirigir la atención de los participantes a elementos aislados del sistema en lugar de a la estructura del sistema.

Una explicación alternativa para una mejor comprensión del sistema SF en el formato modificado es que las preguntas globales proporcionaron información más o más relevante que las preguntas locales al referirse a los “períodos de tiempo 1 a 14 (14 a 30)” o al referirse a la relación entre los flujos. Sin embargo, en primer lugar, investigaciones anteriores encontraron que el orden de las preguntas sobre los flujos (Q1 y Q2) versus el stock (Q3 y Q4) no tiene un efecto sobre la precisión de SF (Cronin et al., 2009), y además, esto la información adicional no influyó en las preguntas sobre los flujos, solo en las preguntas sobre el stock. Por lo tanto, es más probable que la diferencia en la precisión se deba a una necesidad fundamental de información estructural global para inferir el comportamiento del sistema en su conjunto. Esta conclusión está respaldada por los resultados con respecto a los estilos de procesamiento global-local y el cebado perceptual global-local.

Los procesadores globales tenían una mayor precisión de SF en la tarea DS original, en comparación con los procesadores locales. Es decir, el estilo de procesamiento del individuo estaba directamente relacionado con la falla de SF. Para el formato de pregunta global, los procesadores globales fueron solo un poco mejores que los procesadores locales, y los procesadores locales se beneficiaron desproporcionadamente del formato de pregunta global. Estos resultados sugieren que, en primer lugar, como se esperaba, los estilos de procesamiento global son beneficiosos para inferir el comportamiento general del sistema dinámico. En segundo lugar, los estilos de procesamiento global son menos beneficiosos para la comprensión de sistemas transparentes con una estructura de sistema destacada; son especialmente beneficiosos para la comprensión de sistemas no transparentes que no revelan fácilmente su estructura.

De manera similar, en el formato original que resalta los elementos aislados del sistema, los participantes no solo usaron la heurística de correlación más que en el formato global resaltando la estructura del sistema, sino que también tendieron a usar más la heurística de correlación, cuanto más local (o menos global) su estilo de procesamiento. . Es decir, mientras más personas vean los elementos de los sistemas dinámicos como estructuralmente relacionados, menos tienden a creer que la salida del sistema debería estar simplemente correlacionada linealmente con su entrada aislada (como creer erróneamente que el momento de mayor stock debería coincidir con el momento de mayor afluencia). Sin embargo, en el formato global que destaca la estructura del sistema, no existía una relación significativa entre los estilos de procesamiento individuales y el uso de la heurística de correlación, lo que implica, nuevamente, que los participantes apenas se benefician de los estilos de procesamiento global en el caso de sistemas estructuralmente transparentes.

Es importante señalar que el pensamiento correlacional puede ser un producto de nuestra mente para crear una solución económica a los sistemas dinámicos. El pensamiento correlacional puede ser una estrategia exitosa en sistemas lineales simples (como el agua hirviendo más rápido cuando subimos la temperatura asumiendo que todo lo demás es constante). Sin embargo, este tipo de pensamiento falla en sistemas dinámicos más complejos (como esperar que el corte el déficit reduciría directamente la deuda (Sterman, 2008). Así, en la mayoría de los contextos dinámicos, la única solución simple y correcta sería centrarse en la gestalt del sistema: su estructura SF.

Preparar perceptivamente a los participantes para que miren la gestalt de una pantalla visual (preparación global) aumentó su capacidad para inferir el comportamiento del sistema en una tarea SF no relacionada en comparación con preparar a los participantes para que miren los detalles de la misma pantalla (preparación local). Dado que la preparación perceptiva y la tarea de SF subsiguiente no se superpusieron en contenido, concluimos que los procesos estaban preparados: un procesamiento global de gestalts versus procesamiento local de elementos. Sin embargo, nuestros resultados también muestran que tal efecto de cebado procedimental puede ser de corta duración y estar presente solo en la tarea inmediatamente posterior a la tarea de cebado perceptual. Es decir, al menos con nuestra tarea de preparación de procedimientos, ya no se pueden lograr efectos duraderos en la comprensión de los sistemas dinámicos por parte de los participantes.

Los presentes resultados tienen implicaciones teóricas para las conexiones entre el alcance de la atención de las personas y su comprensión de los sistemas dinámicos. Se argumentó anteriormente que ampliar o reducir el alcance de la atención a las entradas perceptivas externas se logra mediante el mismo mecanismo que ampliar o reducir el alcance de la atención a las representaciones conceptuales internas (Friedman et al., 2003). Demostramos que dirigir la atención hacia gestalts o elementos de exhibiciones visuales puede afectar si el pensamiento de las personas se dirige posteriormente hacia gestalts o elementos de sistemas. Es decir, proporcionamos la primera evidencia de que el vínculo entre la atención a los estímulos externos e internos puede existir no solo para el mero alcance de la atención (es decir, si nos enfocamos de manera estrecha o amplia) sino también el nivel de atención en los constructos jerárquicos (es decir, si nos centramos en gestalts o elementos).

En resumen, estos hallazgos están en línea con nuestra suposición básica de una correspondencia entre la forma en que las personas procesan las figuras jerárquicas y la forma en que procesan los sistemas dinámicos: el procesamiento global permite percibir los elementos de un sistema como estructuralmente relacionados e inferir el comportamiento general del sistema. sistema del comportamiento de sus partes. Las personas que tienden a procesar información localmente al enfocarse en detalles específicos no comprenden el comportamiento del sistema, mientras que las personas que tienden a procesar información globalmente al observar estructuras generales tienden a comprender el comportamiento del sistema.

Con el fin de mejorar la capacidad de las personas para lidiar con sistemas dinámicos, estos resultados ofrecen una variedad de soluciones. Se podría permitir que las personas adopten perspectivas de orden superior mediante la enseñanza de estrategias de abstracción y reconocimiento de patrones. Dado nuestro resultado de que la preparación perceptiva con una tarea puramente visual afecta la capacidad de las personas para inferir el comportamiento de un sistema dinámico, también parece necesario asegurar que las tareas realizadas inmediatamente antes (o incluso durante) la interacción con un sistema dinámico no induzcan un enfoque. en detalles y elementos, pero en patrones y estructura, incluso si esas tareas no tienen ninguna relación con el contenido. Además, encontramos que resaltar las relaciones entre los elementos de un sistema mejora verbalmente la comprensión del sistema por parte de las personas. También puede resultar útil resaltar visualmente las relaciones entre los elementos agrupando los elementos constitutivos de los sistemas dinámicos de una manera que implique una estructura global. De esta manera, se podría inducir la atención sobre la estructura del sistema en lugar de sus elementos. En otras palabras, se podría inducir a mirar lo que se significa en lugar de los signos.

Sigue siendo una cuestión abierta importante, en qué medida las conexiones entre un enfoque global-local en figuras jerárquicas y sistemas dinámicos todavía se mantienen en entornos dinámicos e interactivos, ya que las figuras jerárquicas no transmiten información sobre procesos iterativos. Aunque esperamos que un enfoque global en las relaciones entre elementos siga siendo beneficioso para inferir el comportamiento del sistema, esto debe decidirlo la investigación futura.

Aunque precisión SF para procesadores globales (M = .24) fue tres veces mayor que para los procesadores locales (M = .08) en la tarea de DS local, las tasas de solución aún eran bastante bajas en números absolutos. Por lo tanto, podría resultar fructífero investigar cómo incluso muchas personas con una tendencia a procesar información a nivel mundial pueden extraviarse cuando el formato de la tarea resalta elementos aislados del sistema. Usando el seguimiento ocular, por ejemplo, uno podría revelar cómo cambia el enfoque perceptivo de los participantes en función del formato de la tarea y el tiempo en la tarea de tal manera que los estilos de procesamiento preexistentes cambian al interactuar con un sistema formateado global versus local. Al combinar este enfoque con tareas diferentes y distintas de las que usamos, también se podría investigar cómo algunas personas podrían incluso adaptar sus estilos de procesamiento para alinearlos con los requisitos específicos de la tarea. La evaluación de los tiempos de reacción también podría ser un enfoque valioso para probar heurísticas alternativas. Por ejemplo, en la tarea de DS con formato global, aunque el uso de la heurística de correlación se redujo significativamente, algunas personas aún pueden usar un enfoque heurístico alternativo al asociar la línea respectiva en la parte superior con una opción de respuesta debido a la similitud semántica, como "ingresar" con "aumentando" y "saliendo" con "disminuyendo". Por lo tanto, nuestra comprensión de las estrategias cognitivas utilizadas podría aumentar aún más con los tiempos de reacción porque se espera una distribución del tiempo de respuesta bimodal si hay un subconjunto de participantes que utilizan un enfoque heurístico para resolver incluso sistemas con formato global.

Introdujimos el procesamiento global-local como una explicación cognitiva fundamental de cómo las personas lidian con la complejidad dinámica y por qué tantas fallan incluso en su forma más simplista: los sistemas SF que contienen una entrada, una salida y un stock. Nuestros resultados convergen en la conclusión de que los participantes menos exitosos abordan los problemas de SF de manera local enfocándose en los elementos del sistema, mientras que los participantes exitosos los abordan de manera global enfocándose en la estructura del sistema, su gestalt emergente. Como se dijo al principio, los sistemas SF en sí mismos pueden verse como bloques de construcción: como los elementos de sistemas más complejos constituidos por varios subsistemas SF. Parece razonable especular que una perspectiva global debería ser incluso más beneficiosa para la comprensión de sistemas más complejos que para el sistema básico que usamos. Los sistemas que contienen muchos subsistemas que interactúan difícilmente pueden ser regulados usando estrategias analíticas debido a las limitadas capacidades cognitivas y porque la información de la vida real es en su mayoría confusa. El procesamiento global puede permitirnos imaginar los sistemas circundantes en su forma más económica y reconocer las regularidades estructurales básicas en un mundo dinámico.

.75 Los participantes estaban restringidos a direcciones IP de EE. UU. Y habían completado al menos la escuela secundaria.El 33% tenía un título universitario de 4 años en una variedad de campos diferentes, siendo los grupos más grandes Negocios (10%), Psicología (7%) e Inglés. (3%).

2.2 Materiales

La principal variable dependiente en todas las hipótesis fue la precisión SF en la tarea DS original.

El formato de la pregunta se manipuló en la tarea DS. El original, local El formato de la tarea DS (Fig.2) se comparó con un formato modificado, global formato (Fig.3). Tenga en cuenta que en ambos formatos, los cálculos son innecesarios: solo hay que entender que la cantidad de personas dentro de la tienda aumenta siempre que la cantidad de personas que ingresan sea mayor que la cantidad de personas que se van. Por lo tanto, se puede inferir directamente del gráfico que la mayoría de las personas están adentro en el minuto 13 (ver Cronin et al., 2009). Ambos formatos utilizaron exactamente la misma introducción y gráfico. Eliminamos la opción de marcar "no se puede determinar" en ambos formatos, ya que en investigaciones anteriores este suele ser el segundo error más común después de la heurística de correlación (Cronin et al., 2009). En cambio, las escalas Likert de 7 puntos evaluaron la confianza subjetiva en cada respuesta: ¿Qué confianza tiene en su respuesta? 0 = No estoy seguro en absoluto y 7 = muy confiado.

Para medir los estilos de procesamiento global-local individuales, usamos la tarea Kimchi-Palmer-Figures (Kimchi & Palmer, 1982) que consiste en triángulos y cuadrados formados por triángulos y cuadrados más pequeños. Para cada uno de los 16 ensayos, los participantes indicaron si una figura objetivo (por ejemplo, un triángulo global hecho de cuadrados locales) era más similar a una figura de muestra que coincidía con su forma global o local (Fig.4). La visualización de las cifras se compensó con respecto a la coincidencia global (local) que aparece a la izquierda (derecha). Se realizaron calificaciones medias para cada participante, que van desde 0 (estilo de procesamiento completamente local) a 1 (estilo de procesamiento completamente global).

Para preparar a los participantes procedimentalmente (global frente a local frente a control), una tarea de mapas similar a Friedman et al. (2003) .1 1 Realizamos un estudio piloto para evaluar la eficacia de la tarea de preparación del procedimiento con participantes en línea (norte = 204). Se usó exactamente el mismo cebado perceptual a través de la tarea de mapas para evaluar la comprensión del sistema dinámico, usamos una tarea que era estructuralmente equivalente a la tarea de DS local con un contexto diferente (suscriptores y canceladores de una revista). Descubrimos que el razonamiento SF mejoró marginalmente después de global (METRO = .09, Dakota del Sur = .25) en comparación con el cebado local (METRO = .04, Dakota del Sur = .15), t = 1.4. pag = .08.
Una diferencia crucial es que la instrucción utilizada por Friedman et al. fue diseñado para manipular el alcance de la atención, mientras que la instrucción en el presente estudio fue diseñada para manipular un enfoque en los detalles versus la gestalt de la pantalla. Para cada uno de los siete ensayos, se presentó un mapa de estado en la pantalla (Fig. 5). El foco de atención se varió a través de diferentes instrucciones: se instruyó al grupo global para que observara el estado respectivo en su totalidad y describiera la forma general de todo el estado. Se ordenó al grupo local que se ocupara únicamente de la capital respectiva y que describiera la ubicación exacta de esa ciudad específica. Se le pidió al grupo de control que pensara en un elemento que caracterice al estado y que nombrara ese elemento. Las instrucciones de control se eligieron para no influir en los estilos de procesamiento preexistentes. Para las tres condiciones, las descripciones respectivas (forma general versus ubicación específica versus elemento) se dieron mientras el mapa aún se presentaba en la pantalla. Al presionar enter, se mostró el siguiente mapa.

2.3 Procedimiento

A los participantes se les dijo que iban a participar en dos tareas, una sobre percepción visual y otra sobre toma de decisiones. Se les dijo que el estudio tomaría aprox. 10 minutos y que debía completarse en una sola sesión. Los participantes primero completaron uno de los tres tratamientos de sensibilización perceptual entre sujetos asignados aleatoriamente con la tarea de mapas. En segundo lugar, los participantes respondieron la tarea de DS intra-sujetos en los formatos original (local) y modificado (global). Para controlar los posibles efectos de orden, las tareas de DS con formato global y local se presentaron en orden aleatorio. En tercer lugar, el estilo de procesamiento global-local individual se midió con la tarea Kimchi-Palmer-Figures.


¿Qué tipo de matemáticas aprender para comprender los sistemas dinámicos en las ciencias cognitivas? - psicología

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De la experiencia estética al ritmo estético

Uno de los mayores problemas que enfrentamos cuando tratamos con el término "experiencia estética" es la suposición implícita de que la "estética" es un tipo específico de experiencia, separada de otras experiencias no estéticas. Esta idea apunta a una modularidad de la experiencia que va en contra de las ideas actuales en la ciencia cognitiva que enfatizan la importancia de las dinámicas e interacciones globales (Chialvo, 2010 Fries, 2015 Thompson & amp Varela, 2001). Sin embargo, el abandono del concepto de experiencia estética nos deja impotentes para lidiar con instancias de experiencia capaces, por ejemplo, de ofrecer “posibilidades que cortocircuitan de una manera que regresa al agente perceptor, interrumpiendo compromisos ordinarios y creando posibilidades que son no realizable en los marcos actuales o establecidos ”(Gallagher, 2011, p. 113). Esta y otras caracterizaciones similares de compromisos estéticos se refieren a experiencias particularmente gratificantes y significativas. ¿Debemos creer que son eventos instantáneos de todo o nada con raíces cognitivas superficiales? Esto difícilmente parece reconciliarse con nuestras propias experiencias personales. Los episodios estéticos suelen tardar en desarrollarse y no están bajo un control voluntario completo. En la misma línea, Dewey (1980) argumentó que cuando vemos algo pictóricamente (que también podría entenderse como estéticamente), “se lo ve como una parte relacionada de un todo organizado perceptivamente. Sus valores, sus cualidades tal como se ven, son modificadas por las otras partes de la escena en su conjunto y, a su vez, estas modifican el valor, tal como se percibe, de todas las demás partes del todo ”(p. 141). A medida que este todo unificado emerge progresivamente de la corriente general de experiencia, se vuelve un experiencia, que en términos dewey equivale a decir que se convierte en una experiencia estética. Y Dewey afirma que ninguna experiencia estética sería posible en absoluto, si no fuera por los ritmos circundantes de la naturaleza.

Para Dewey, el ritmo no es un concepto metafórico. Dewey (1980) lo define como una “variación ordenada de manifestación de energía” (p. 170). Los ritmos unen el entorno y los fenómenos que tienen lugar en él. Algunos ejemplos de ritmos naturales incluyen estanques que se mueven en ondas, el movimiento de las ramas con el viento o el batir de las alas de un pájaro. (Dewey, 1980: 161). Estos y otros ritmos naturales como los ciclos de las plantas, la alternancia de estaciones o las migraciones de animales siempre han afectado la existencia humana. Como sostiene Vincent Barletta (2020), “el ritmo para Dewey siempre está ahí para condicionar nuestro ser y servir de base a lo que vemos, sentimos y hacemos” (p. 110). Siempre estamos participando ya de este tejido rítmico de la naturaleza y andamia y constriñe nuestros procesos cognitivos que vivimos dentro de esta “relación cinética e indivisible entre organismo y ambiente que sirve como base de experiencia” (Barletta 2020, p. 111). Sin embargo, si bien la interacción sensoriomotora es una condición previa para la experiencia general, no es suficiente para tener una experiencia estética (Crippen, 2017, p. 190).

Mientras discute el efecto de una pintura, Dewey (1931) sostiene: “en toda unión adecuada de acciones sensoriales y motoras, el trasfondo de las funciones viscerales, circulatorias y respiratorias también se pone en acción constantemente. En otras palabras, la integración en el objeto permite y asegura una integración correspondiente en las actividades orgánicas ”(p. 122). Estos aspectos corporales no solo modulan y son modulados por el compromiso sensoriomotor, sino que también afectan el contenido de la experiencia, ya que “las actividades oculares despiertan actividades musculares aliadas que a su vez no solo armonizan con las actividades oculares y las apoyan, sino que a su vez evocan más experiencias de luz y color, etc. ”(Dewey, 1931, p. 122). Pero, ¿qué es esta "unión adecuada" que conduce a la forma rítmica particular de la experiencia estética? La respuesta es una integración de hacer y experimentar en una relación (Dewey, 1980, p. 46). Solo cuando “los hechos y los sufrimientos caen en una conexión rítmica de 'medios-consecuencia'” (Crippen, 2017, p. 190), la experiencia se convierte en un todo unificado que es al mismo tiempo un resumen y cumplimiento de lo que le precede. , llevando las expectativas tensamente hacia adelante (Dewey, 1980, p. 179). Esto genera una dependencia mutua dentro de la experiencia, por lo que “[el] ser vivo sufre, sufre, las consecuencias de su propio comportamiento. Esta estrecha conexión entre hacer y sufrir o sufrir forma lo que llamamos experiencia. El hacer desconectado y el sufrimiento desconectado no son experiencias ”(Dewey, 1920, p. 86). La forma del ritmo estético de Dewey es la de un reordenamiento de energías que percibimos como una integración progresiva de hechos y sufrimientos superando variaciones y tensiones. Estas tensiones son consecuencia de nuestras acciones exploratorias en el transcurso de la experiencia. Y, mientras exploramos, somos íntimamente afectados por una obra de arte: “se liberan viejos hábitos profundamente arraigados o 'recuerdos' orgánicos arraigados, pero estos viejos hábitos se despliegan de nuevas formas, formas en las que se adaptan a un estilo más mundo completamente integrado para que ellos mismos logren una nueva integración. De ahí el poder liberador y expansivo del arte ”(Dewey, 1931, p. 121). Dicho de otra manera, “si la experiencia es estética en el sentido de Dewey, unirá las capacidades afectivas, cognitivas, motoras y perceptivas, aunque en parte desafiando hábitos arraigados” (Crippen & amp Schulkin, 2020, p. 111). Estos desafíos a los viejos hábitos, junto con la exploración de la situación y el logro de una serie de cumplimientos, empujan la experiencia hacia un todo narrativo unificado, al tiempo que le otorgan una estructura altamente dramática que la distingue de la experiencia general (Crippen, 2017). , pág.191). Dados estos aspectos situados, dinámicos y encarnados del ritmo de una experiencia estética, parece que “Dewey, en efecto, ha escrito un relato enactivo de la estética” (Crippen, 2016, p. 246). Sin embargo, a pesar del énfasis de Dewey en el ritmo como forma de conexión, se centra casi exclusivamente en el aspecto temporal y no tanto en cómo los diferentes ritmos se combinan y se afectan entre sí. En este punto, el concepto de arrastre encaja perfectamente.

El arrastre es un término de la teoría de sistemas dinámicos que denota un proceso en el que las frecuencias de dos o más osciladores exhiben una tendencia hacia un patrón de sincronización, ya sea a través de un proceso de influencias mutuas o cuando uno se adapta al otro (s). A diferencia de la noción relacionada pero ligeramente diferente de resonancia, el arrastre no desaparece inmediatamente una vez que los osciladores se han separado y puede tener lugar en sistemas con frecuencias significativamente diferentes (ver Pikovsky et al., 2001 para un análisis de arrastre, resonancia y sincronización ). Nota a pie de página 6 El arrastre puede producir una coordinación absoluta, por lo que la fase o frecuencia de dos o más procesos se bloquea transitoriamente, pero también puede resultar en una coordinación relativa. Esto significa que el arrastre puede ser sutil e incluso pasar desapercibido, sin dejar de ser un fenómeno dinámico relevante en todo tipo de interacciones. El arrastre se ha identificado en sistemas vivos y no vivos, por ejemplo, un sistema de péndulos, un murmullo de estorninos o un grupo de bailarines. En el caso de la cognición humana, los investigadores hablan de arrastre perceptual, autónomo, fisiológico, motor y social (Trost & amp Vuilleumier, 2013). Sus particularidades, así como las formas en las que interactúan entre sí, aún están abiertas a la discusión, sin embargo, se ha propuesto considerarlas como diferentes manifestaciones de un mismo fenómeno (Trost et al., 2017). Lo que ya tenemos es una investigación que muestra acoplamientos no lineales entre oscilaciones ambientales, cerebrales y corporales que son, al menos parcialmente, responsables a través de procesos de arrastre (ver Lakatos et al., 2019 para una revisión sobre arrastre neuronal Azzalini et al., 2019 para una revisión sobre las oscilaciones corporales que afectan los procesos cerebrales (Fusaroli, 2015 y Chemero, 2016 sobre el surgimiento del arrastre social colectivo).

En consecuencia, una noción de ritmo como "un patrón evolutivo de oscilaciones capaz de arrastrar otras oscilaciones" (Vara Sánchez, 2020a, p. 88) ofrece la posibilidad de acomodar interacciones anidadas entre diferentes actividades oscilatorias provenientes del cuerpo, el cerebro y el entorno mientras conservando el aspecto temporal de los ritmos y enfatizando la variabilidad de la forma rítmica. Esta definición relacional considera que los ritmos son patrones particulares que surgen de la interacción de dos o más elementos oscilatorios. Hablando de seres humanos, podemos centrarnos, por ejemplo, en el ritmo emergente de la contracción del corazón, provocado por la interacción de los impulsos eléctricos generados por las células del nódulo sinoauricular. Pero este ritmo también se puede considerar como parte de un ritmo mayor, junto con otros ritmos mecánicos relacionados con la respiración y la actividad gástrica que se regulan recíprocamente. Y el ritmo corporal resultante puede ser, a su vez, considerado un elemento que forma parte de un ritmo mucho más complejo, junto con las oscilaciones cerebrales y ambientales, todas las cuales promulgan restricciones dinámicas anidadas que afectan a toda la cognición a través del arrastre y tienen un efecto en experiencia (Vara Sánchez, 2020b). Nota a pie de página 7 Sin embargo, esto no significa que podamos registrar una oscilación unitaria y constante en el cuerpo y el cerebro. Las diversas oscilaciones están anidadas de tal manera que las variaciones en uno de estos ritmos locales afectan la ritmicidad en su conjunto. Las diferentes oscilaciones que encontramos en el cuerpo, el cerebro y el medio ambiente no solo cumplen sus funciones específicas, sino que se vuelven parte de un conjunto continuo de restricciones rítmicas constitutivas de la cognición, porque siempre hay un ritmo de múltiples capas que nos entrelaza dentro del mundo. Este ritmo puede ser bastante simple si solo estamos acostados en la cama, sin nada en particular en mente, o más complejo si estamos tocando el piano. En cualquier caso, las capas rítmicas temporales que surgen con ciertas tareas constriñen y son constreñidas por las preexistentes que ya formaban parte del patrón rítmico. Un ritmo cognitivo no es una propiedad fija, sino una interacción emergente capaz de impulsar la experiencia y los niveles subyacentes de los procesos cognitivos que la representan. Es decir, un ritmo registrado durante un proceso cognitivo ejerce una influencia de local a global y de global a local sobre sus diferentes componentes (Ver Thompson & amp Varela, 2001 Thompson, 2007 Di Paolo et al., 2010).

Volviendo a la estética, la pregunta es obvia: ¿qué constituye un ritmo estético cognitivo? Dedicaré la siguiente sección a responder esta pregunta. Por ahora, solo señalaré que un ritmo estético crudo típico de una interacción no artística puede presentar una interacción dinámica encarnada y situada entre, por un lado, los procesos sensoriomotores y afectivos que tienen lugar en las regiones del cerebro en escalas de tiempo más rápidas y, por otro lado, el otro, los procesos de atención y narrativa que tienen lugar a nivel de redes cerebrales en escalas de tiempo más largas. Esta interacción evolucionará de manera diferente dependiendo de si permanece en el lado prerreflexivo de la experiencia, alcanza el lado reflexivo de la experiencia o se vuelve completamente reflexiva. Sugeriré que si bien esta forma constituye el ritmo esencial presente en ciertas experiencias estéticas, un ritmo estético - en línea con la definición de ritmo - no se ajusta a ninguna estructura predeterminada, sino que siempre permanece abierto a procesos cognitivos adicionales o sustitutivos específicos de ciertos tipos de experiencias estéticas.


Sistemas dinámicos cognitivos

Este libro ha sido citado por las siguientes publicaciones. Esta lista se genera en base a los datos proporcionados por CrossRef.
  • Editorial: Cambridge University Press
  • Fecha de publicación en línea: junio de 2012
  • Año de publicación impresa: 2012
  • ISBN en línea: 9780511818363
  • DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511818363
  • Asignaturas: Comunicaciones y procesamiento de señales, Ingeniería, Informática, Comunicaciones, Teoría y seguridad de la información

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Descripción del libro

Los principios de la cognición son cada vez más importantes en las áreas de procesamiento de señales, comunicaciones y control. En este libro pionero, Simon Haykin, un pionero en el campo y un investigador, educador y autor galardonado, expone las ideas fundamentales de los sistemas dinámicos cognitivos. Entretejiendo las diversas ramas de estudio involucradas, demuestra el poder del procesamiento cognitivo de la información y destaca una variedad de futuras direcciones de investigación. El libro comienza con una discusión de temas centrales como la cognición y la percepción, que trata, en particular, del ciclo percepción-acción. A continuación, se abordan el filtrado bayesiano, el aprendizaje automático y la programación dinámica. Sobre la base de estos fundamentos, hay una cobertura detallada de dos aplicaciones prácticas importantes, el radar cognitivo y la radio cognitiva. Combinando teoría y práctica, este libro perspicaz está dirigido a todos los estudiantes graduados e investigadores que buscan una base sólida en este fascinante campo.

Reseñas

"El autor ha dirigido el Laboratorio de Sistemas Cognitivos en la Universidad de McMaster durante muchos años, contribuyendo con artículos fundamentales a la teoría de sistemas dinámicos cognitivos. Por lo tanto, es una suerte que este libro haya sido escrito, el primero en este nuevo campo integrador. Esto es muy claro y altamente El libro pedagógico será muy apreciado por muchos investigadores aplicados ". -METRO. Iosifescu, Revisiones matemáticas


Áreas de financiación

El programa Comprensión de sistemas dinámicos y multiescala (anteriormente Estudio de sistemas complejos) apoya la erudición y la investigación dirigidas al desarrollo de herramientas teóricas y matemáticas que se pueden aplicar al estudio de sistemas complejos, adaptativos y no lineales. Se prevé que la investigación financiada en este programa abordará cuestiones en campos como la biología, la biodiversidad, el clima, la demografía, la epidemiología, el cambio tecnológico, el desarrollo económico, la gobernanza o la computación. Si bien el énfasis del programa está en el desarrollo y la aplicación de modelos teóricos utilizados en estos campos de investigación y no en campos particulares per se, JSMF está particularmente interesado en proyectos que intentan aplicar enfoques de sistemas complejos a problemas significativos. Se alientan las propuestas que intenten aplicar herramientas y modelos de sistemas complejos a problemas en los que dichos enfoques aún no se consideran habituales o convencionales (por ejemplo, diferenciando la fisiología normal de la enfermedad).

Para las becas posdoctorales, las propuestas que fomenten la ciencia de sistemas complejos y / o las propuestas que tengan la intención de aplicar herramientas y modelos de sistemas complejos a problemas donde tales enfoques aún no se consideran habituales o convencionales son apropiadas.

Nota importante del programa: JSMF apoya la investigación en las ciencias del cerebro a través de su programa temático Understanding Human Cognition. La Fundación recomienda que los investigadores de las neurociencias no presenten propuestas a las RFA de comprensión de sistemas dinámicos y multiescala. Normalmente, estas propuestas no tienen éxito.


Comentarios del autor

Los sistemas conversacionales tienen una larga historia de desarrollo. Se han mejorado de la metáfora de la interfaz de voz a la metáfora humana, del lenguaje basado en reglas al lenguaje espontáneo, de expresiones cortas a expresiones mixtas, de frías a similares a las humanas y de predecibles a menos predecibles. Sin embargo, existen varias limitaciones que resolver.

  1. Aplicación limitada. Cada sistema de conversación actual está diseñado para un objetivo específico de usuarios. ¿Cómo diseñar un sistema general, con las mismas funciones básicas pero con diferentes personalidades, dominios de conocimiento y estilos de comportamiento, que se pueda utilizar en más escenarios?
  2. Perfección irreal. ¿Alguna vez has visto a un humano hablar sin influencia? Las expresiones generalmente se diseñan como una perfección irreal. ¿Qué tal agregar algunos elementos de relleno en los comentarios del sistema?
  3. Esqueleto fijo. Es posible que haya notado que incluso el sistema más inteligente no puede seguir actualizando sus conocimientos durante la conversación. El uso del aprendizaje no supervisado y la integración de nuevos corpus puede resultar útil para diseñar un sistema de conversación altamente interactivo.
  4. Tomando el turno. Lo que quiero decir es que los sistemas nunca se interrumpen para tomar el turno. Si ya habían predicho lo que vamos a decir, pueden tomar el turno y dar la respuesta de inmediato, sin necesidad de esperar a que terminemos toda la oración.

Introducción al análisis dinámico de sistemas

Introducción a las vibraciones 5 - 1 Introducción casi todo el mundo ha sido molesto
en algún momento u otro por una vibración en algún vehículo, aparato o máquina.
Incluso aquellos que carecen de conocimientos científicos o de ingeniería suficientes para
comprender .

Autor: Norman H. Beachley

Editor: División de Harpercollins College

ISBN: UOM: 39015058912349

Categoría: Tecnología e Ingeniería

Bueno, sin resaltados, sin marcas, todas las páginas están intactas, ligero desgaste, puede tener las esquinas ligeramente abolladas, puede tener ligeros cambios de color / lomo ligeramente dañado.


Conclusión

Nuestros objetivos en este documento han sido dobles. En primer lugar, deseamos mostrar que la neurociencia cognitiva puede necesitar una explicación de la función cognitiva diferente a la que proporciona la psicología cognitiva.En segundo lugar, queríamos mostrar que la psicología ecológica y la teoría de los sistemas dinámicos bajo el título de ciencia cognitiva incorporada radical pueden proporcionar tal explicación de la función cognitiva. Sin embargo, si buscamos que la ciencia cognitiva incorporada desempeñe este papel, esto significa renunciar a una visión centrada en el cerebro de la función cognitiva. Ya no podremos afirmar que el cerebro es el órgano de la mente. En su lugar, tendremos que pensar en la mente y los procesos cognitivos que la componen a nivel de todo el sistema cerebro-cuerpo-entorno. Recapitulemos brevemente nuestro argumento.

Comenzamos revisando algunos de los problemas con los que se han encontrado los neurocientíficos cognitivos al mapear funciones emocionales y cognitivas en estructuras discretas y separadas en el cerebro. En lugar de regiones y redes cerebrales discretas que realizan operaciones computacionales emocionales o cognitivas especializadas, hemos analizado la evidencia que apunta a una amplia influencia mutua entre las áreas clásicas emocionales y cognitivas del cerebro. Luego argumentamos que esto dificulta cualquier intento de localizar la función en áreas específicas del cerebro. Dirigimos nuestra atención a las teorías dimensionales o constructivistas de la emoción que comparten nuestra opinión de que es poco probable que las diferentes emociones, tal como se entienden en la psicología del sentido común, se mapeen en circuitos neuronales distintos. En cambio, los construccionistas abogan por una explicación de las diferentes emociones construidas a partir de la actividad y la interacción entre las redes neuronales de dominio general. Sin embargo, argumentamos que los construccionistas pueden enfrentar un problema similar al de los teóricos de la emoción discreta a los que se oponen. Pueden encontrar que las redes de dominio general a las que apelan tampoco tienen funciones fijas y permanentes, pero pueden cambiar sus funciones en formas que dependen del contexto.

La moraleja que pensamos de estas consideraciones sobre las regiones y redes cerebrales que no tienen funciones fijas y permanentes es que necesitamos pensar en la función cognitiva en el cerebro como sensible al contexto. Luego dirigimos nuestra atención a ofrecer un relato de esta sensibilidad al contexto. Abogamos por una visión del afecto como estados de preparación para la acción que involucren a todo el cuerpo del organismo. Los estados de preparación para la acción se manifiestan en el cuerpo como formas de excitación que se valoran positiva o negativamente. Estos estados corporales preparan al organismo para responder a oportunidades y desafíos relevantes en el medio ambiente. Estos estados de preparación para la acción son seguidos por procesos interoceptivos en el cerebro. Es muy probable que la red de prominencia juegue un papel central en este proceso (Menon y Uddin, 2010). Luego argumentamos que los patrones de actividad a gran escala toman forma en el cerebro de maneras que son impulsadas por los estados de preparación para la acción en el cuerpo como un todo. Estos estados de preparación para la acción son provocados por las posibilidades relevantes en el medio ambiente, y hacen que el organismo esté listo para responder a las posibilidades relevantes.

Hasta ahora, nuestros argumentos se han centrado por completo en la emoción y la mejor manera de comprender la emoción en el cerebro. Sin embargo, tomamos nuestro argumento para señalar la conclusión más general de que la función cognitiva se investiga mejor a nivel de todo el sistema cerebro-cuerpo-entorno. Tomamos tal conclusión como resultado de lo que ya hemos argumentado sobre las interacciones de la emoción y la cognición en el cerebro. Hemos visto anteriormente que cualquier separación de los procesos emocionales y cognitivos en el cerebro no se sostiene en la realidad. Las áreas del cerebro que los estudios de neuroimagen identifican como activas cuando las personas realizan tareas que involucran procesos emocionales y cognitivos resultan estar en interacción constante y continua. También hemos argumentado que los procesos emocionales tienen lugar en el cuerpo vivo del organismo en sus interacciones con un entorno rico en posibilidades. Dado que no existe una separación entre la emoción y la cognición, se sigue que las funciones cognitivas también dependen profundamente de todo el cuerpo vivo del organismo en su compromiso con un entorno rico en posibilidades.


AGRADECIMIENTOS Y OBSERVACIONES

Este artículo refleja el viaje de aprendizaje del autor a través del panorama de sistemas diverso y rico. Mi más sincero agradecimiento a todas las personas que debaten estos temas en muchos lugares. Los conocimientos iniciales se obtuvieron en tres conferencias interdisciplinarias de Cortona realizadas por ETH Zurich, seguidas de una visita de investigación al Instituto Santa Fe y varias conferencias y seminarios sobre temas relacionados con los sistemas. Este documento se basa en versiones anteriores que se presentaron en dos conferencias: European Meetings on Cybernetics and Systems Research, EMCSR, Viena, Austria, reunión anual de abril de 2012 de la International Society for the Systems Sciences, ISSS, San José, EE. UU., Julio de 2012 El autor está particularmente agradecido al profesor Stuart Kauffman por aclarar aspectos de la complejidad y los agentes autónomos, al profesor Markus Schwaninger por aclarar aspectos de la cibernética y la dinámica de sistemas y al profesor Peter Checkland y al profesor Werner Ulrich por su introducción al diseño de sistemas. .


Fondo

Entender los sistemas dinámicos

Dominar los sistemas dinámicos es una tarea recurrente en nuestras vidas. En la escuela, aprendiendo el comportamiento de las neuronas, el crecimiento de las plantas, el comportamiento de las moléculas y los eventos que llevaron a la Revolución Francesa en nuestra vida cotidiana, declarando impuestos sobre la renta, operando el proverbial VCR y usando nuevo software en nuestra vida pública, comprender el funcionamiento del colegio electoral, el comportamiento del mercado de valores y las acciones de las distintas facciones políticas y religiosas en el Medio Oriente. Estos sistemas se pueden descomponer en partes, las acciones de las partes a lo largo del tiempo y las consecuencias de las acciones, de ahí el término "sistemas dinámicos". Comprender algunos sistemas dinámicos es difícil porque los sistemas no se comprenden completamente o no son probabilísticos, pero incluso los sistemas dinámicos bien entendidos son un desafío. Los sistemas dinámicos normalmente tienen una o más capas estructurales y una o más capas de acción. Las capas estructurales constan de un conjunto de piezas, normalmente con propiedades asociadas específicas y sus interrelaciones. Las capas de acción, comportamiento, proceso o causalidad consisten en secuencias de tipos de acciones y sus consecuencias. La capa estructural es estática y, aunque solo sea por esa razón, es más fácil de entender. La capa de acción es dinámica y consiste en cambios en el tiempo, específicamente, una secuencia de acciones y resultados variables que son las consecuencias de las acciones, a menudo acompañadas de razones causales. Los estudiantes universitarios inteligentes que obtienen puntajes por debajo de la mediana en una prueba de habilidad mecánica, es decir, la mitad de los estudiantes universitarios, tienen dificultades para comprender el comportamiento de los sistemas dinámicos, incluso los relativamente simples como el funcionamiento de un freno de automóvil o una bomba de bicicleta o un sistema de poleas, aunque captan fácilmente la estructura de las partes del sistema (por ejemplo, Hmelo-Silver & amp Pfeffer, 2004 Tversky, Heiser y amp Morrison, 2013). Comprender el comportamiento de los sistemas dinámicos implica comprender la secuencia temporal de las acciones de las partes del sistema, la naturaleza de las acciones, los cambios que resultan y las dependencias causales entre las acciones y los cambios.

Representar sistemas dinámicos en gráficos

Los niveles estructurales de los sistemas dinámicos, una configuración de partes, se pueden mapear fácilmente en diagramas y ese es, de hecho, un enfoque común para representarlos. Poner conceptos en el mundo en forma de bocetos, modelos, diagramas, artefactos y similares es bien conocido por promover la memoria, el pensamiento y el aprendizaje (p. Ej., Card, Mackinlay & amp Shneiderman, 1999 Hegarty, 2011 Larkin & amp Simon, 1987 Mayer, 2005 Schon, 1983 Tufte, 1983 Tversky, 2001, 2011). Para simplificar, llamemos a las diversas formas de pensamiento exteriorizador gráficos. Poner y organizar el pensamiento en el mundo utilizando gráficos puede espacializar esa información, así como expandir la memoria y promover el procesamiento de la información. Es importante destacar que las formas en que los elementos se muestran y se ordenan espacialmente pueden abstraer y estructurar el pensamiento de manera más directa y congruente que el lenguaje. Las partes de un sistema que están cercanas o interactuando se pueden mostrar como cercanas e interactuando. Se pueden representar las partes y el todo, al igual que algunos tipos de acciones. Las secuencias de acciones se pueden indicar mediante flechas. Representar los objetos y arreglos del pensamiento en el mundo proporciona una plataforma para la inferencia y el descubrimiento (por ejemplo, Tversky, 2011).

Representar el cambio a lo largo del tiempo en los gráficos.

Los gráficos son en su mayor parte estáticos y pueden permanecer frente a los ojos para ser contemplados. Sin embargo, precisamente porque los gráficos son estáticos, transmitir sistemas dinámicos que implican acción, proceso, comportamiento o cambio en el tiempo, ha demostrado ser un desafío para los gráficos.

Se han ideado varias soluciones para transmitir información dinámica en gráficos, incluidas flechas, diagramas fijos sucesivos y diagramas animados, ninguno ha demostrado ser universalmente satisfactorio. Como se señaló, una solución común y a menudo exitosa es usar flechas. Las personas producen e interpretan fácilmente flechas como relaciones temporales y / o causales (por ejemplo, Heiser & amp Tversky, 2006). Sin embargo, las flechas pueden ser ambiguas porque tienen una multitud de usos en los diagramas. Se pueden usar para etiquetar, indicar secuencia temporal, indicar movimiento, indicar conexión causal, mostrar fuerzas invisibles y más (por ejemplo, Tversky, 2011). Muchos diagramas en las ciencias sociales, las ciencias biológicas y físicas y la ingeniería utilizan flechas de múltiples formas sin eliminar la ambigüedad de sus significados, lo que da como resultado diagramas que pueden resultar confusos y difíciles de comprender (Tversky, Heiser, MacKenzie, Lozano y Morrison, 2007). Además, mostrar las propiedades cualitativas de tipos importantes de acciones, como la formación de alianzas o enlaces químicos o explosiones o condensación, requiere más que flechas. Otro método común para mostrar el cambio en el tiempo es una secuencia de diagramas de imágenes fijas; sin embargo, las imágenes fijas sucesivas también tienen limitaciones. Como las flechas, no pueden mostrar fácilmente los aspectos cualitativos de las acciones. Además, requieren la integración de los diagramas de imágenes fijas por separado, lo que no es una tarea fácil. Los diagramas separados deben compararse a simple vista e imaginarse los cambios entre ellos. Sin embargo, otra forma de transmitir la acción es mediante animaciones. Las animaciones son especialmente convincentes porque son conceptualmente congruentes con lo que transmiten: utilizan el cambio en el tiempo para transmitir el cambio en el tiempo (Tversky, Morrison y Betrancourt, 2002). Sin embargo, una encuesta amplia que comparó gráficos animados y gráficos que transmiten la misma información y que fue diseñada para educar a los espectadores sobre los procesos complejos que ocurren con el tiempo no mostró beneficios de los gráficos animados (Tversky et al., 2002). Se propusieron tres razones para no encontrar los beneficios de los gráficos animados sobre los estáticos para transportar procesos a tiempo. Una de las razones de la falta de éxito de los gráficos educativos animados es la percepción, suceden demasiadas cosas al mismo tiempo, por lo que es difícil comprender la secuencia y la naturaleza de los cambios. Otro defecto de la mayoría de las animaciones educativas es que no dividen los cambios en sus unidades naturales. En cambio, muestran cambios en el tiempo de forma continua, proporcional al tiempo real. Las explicaciones que dan los profesores y los laicos en general no son continuas en el tiempo y proporcionadas al tiempo real. En cambio, las explicaciones proporcionadas por las personas generalmente dividen los procesos en pasos naturales. Aquí hay un ejemplo simple: al explicar las rutas, las personas las segmentan como una secuencia de giros en puntos de referencia (Denis, 1997 Tversky & amp Lee, 1998). De manera similar, al describir acciones que son continuas en el tiempo, como lavar los platos o tender la cama, las personas segmentan las acciones en pasos y subpasos discretos según el logro de metas y subobjetivos, no por tiempo per se (p. Ej., Tversky, Zacks, & amp Hard , 2008). Las animaciones no suelen segmentar los procesos en sus pasos naturales. Finalmente, mostrar no es explicar. Las animaciones pueden mostrar algunos cambios, pero en sí mismas no explican las conexiones causales. De hecho, las animaciones acompañadas de explicaciones pueden mejorar la comprensión en comparación con las animaciones sin explicaciones (por ejemplo, Mayer, 2005).

Los roles del gesto en la expresión y comprensión del pensamiento.

Una posibilidad infrautilizada y poco estudiada para explicar de forma eficaz los sistemas dinámicos es el uso de gestos. Los gestos son acciones que deben ser naturales para transmitir acciones (por ejemplo, Cartmill, Beilock y Goldin-Meadow, 2012 Hostetter y Alibali, 2008). Numerosos estudios han demostrado que las personas gesticulan espontáneamente cuando se explican a sí mismas oa los demás (p. Ej., Alibali, Bassok, Solomon, Syc y amp Goldin-Meadow, 1999 Alibali, Spencer, Knox y amp Kita, 2011 Atit, Gagnier y amp Shipley, 2014 Cartmill et al., 2012 Chu y Kita, 2011 Emmorey, Tversky y Taylor, 2000 Ehrlich, Levine y Goldin-Meadow, 2006 Engle, 1998 Goldin-Meadow y Beilock, 2010 Goldin-Meadow y Alibali, 1999 Goldin-Meadow, Kim y Singer, 1999 Goldin-Meadow, Nusbaum, Kelly y Wagner, 2001 Gukson, Goldin-Meadow, Newcombe y Shipley, 2013 Hostetter y Alibali, 2008 Kang, Tversky y Black, 2014 Schwartz y Black, 1996). En muchos casos, los gestos llevan información que no se transmite en el habla. Numerosas investigaciones han demostrado que la información transmitida únicamente por gestos puede facilitar el aprendizaje, el pensamiento y la comprensión tanto en niños como en adultos en una amplia gama de tareas, incluida la conservación (p. Ej., Church, Ayman-Nolley, & amp Mahootian, 2004 Ping & amp Goldin-Meadow, 2008 ), aprendizaje de palabras (McGregor, Rohlfing, Bean, & amp Marschner, 2009), resolución de problemas (Beilock & amp Goldin-Meadow, 2010 Singer & amp Goldin-Meadow, 2005 Tversky & amp Kessell, 2014), memoria de oraciones (Thompson, Driscoll y amp Markson , 1998), asimetría (Valenzeno, Alibali y Klatzky, 2003), matemáticas (p. Ej., Alibali y DiRusso, 1999 Cook, Duffy y Fenn, 2013 Cook y Goldin-Meadow, 2006 Goldin-Meadow et al., 1999 Segal, Tversky, & amp Black, 2014), analogías matemáticas (Richland & amp McDonough, 2010), tiempo cíclico y simultáneo (Jamalian & amp Tversky, 2012), comprensión de la historia (Beattie & amp Shovelton, 1999), y más.

Los gestos pueden representar y parecerse a una acción.

Los gestos se producen con frecuencia de forma espontánea para expresar tanto la estructura como la acción (p. Ej., Atit et al., 2014 Cartmill et al., 2012 Chu & amp Kita, 2011 Emmorey et al., 2000 Enfield, 2003 Engle, 1998 Goldin-Meadow & amp Beilock, 2010 Gukson et al., 2013 Kang et al., 2014). En investigaciones anteriores que mostraban los efectos de los gestos comunicativos que transmiten acciones, los gestos utilizados han sido acciones únicas sobre objetos visibles, como levantar un disco (Goldin-Meadow & amp Beilock, 2010), contar (Carlson, Avraamides, Cary, & amp Strasberg, 2007). ) o rotar un objeto imaginario (Alibali et al., 2011 Chu & amp Kita, 2011 Schwartz & amp Black, 1996). La presente investigación examina el papel de una secuencia integrada de gestos que representan una secuencia de acciones en objetos con nombre en lugar de instanciados. Para transmitir estructura, acción u otros conceptos, los gestos deben diseñarse a medida para representar el contenido específico. Al igual que los gráficos efectivos, los gestos efectivos deben ser congruentes con los significados que expresan. En cuanto a los gráficos, los gestos pueden mapear significados más directamente que el lenguaje. Una secuencia de gestos de señalar en el espacio de gestos puede mapear las ubicaciones espaciales relativas de los puntos de referencia en un entorno, de manera muy similar a un mapa esquemático (Emmorey et al., 2000). Un gesto circular es una representación más directa y congruente del movimiento circular que la palabra "dar vueltas". Los gestos son en sí mismos acciones y pueden ser tridimensionales, por lo que pueden representar formas complejas de acción de forma más directa que las palabras y, en muchos casos, también más directamente que los diagramas planos o las animaciones. Tenga en cuenta que en estas asignaciones congruentes de significado, los gestos tanto representar el concepto a transmitir y asemejarse a el concepto a transmitir. Tanto la palabra "dar vueltas" como un movimiento circular del dedo representan un movimiento circular, pero solo el movimiento circular se asemeja a un círculo. Un gesto circular se puede captar más fácilmente que una palabra, que es un mapeo arbitrario del significado del sonido que requiere el conocimiento del idioma.

Neurociencia y acción

El gesto, entonces, debería tener un papel especial en la representación de la acción para las explicaciones y la comprensión. Los gestos se utilizan de forma espontánea para transmitir acciones y los gestos pueden representar acciones y parecerse a ellas. La investigación en neurociencia también muestra conexiones entre pensamiento, acción y gesto. Se ha demostrado que observar las acciones realizadas por otros, especialmente las acciones conocidas, activa regiones del cerebro involucradas en la planificación o realización de acciones, un fenómeno conocido como resonancia motora (p. ej., Decety et al., 1997 Iacoboni, Rizzolatti & amp Craighero, 2004 Iacoboni et al., 1999 Molenberghs, Cunnington, & amp Mattingly, 2012 Rizzolatti & amp Craighero, 2004 Rizzolatti, Fogasse y amp Gallese, 2001 Utihol, van Rooij, Bekkering, y Haselager, 2011). La opinión general es que este tipo de espejo motor sirve para la comprensión de la acción. Ver gestos de acción, entonces, debería inducir una resonancia motora, agregando una capa de significado y comprensión de la acción.

Este análisis sugiere que los gestos que muestran una secuencia de acciones podrían profundizar la comprensión de las acciones de un sistema dinámico, el objetivo del presente estudio. Después de considerar investigaciones previas y extensas pruebas preliminares, seleccionamos el motor de cuatro tiempos que normalmente se encuentra en los automóviles como plataforma de prueba. Investigaciones anteriores han utilizado sistemas mecánicos como una bomba de bicicleta, un sistema de poleas o freno de automóvil, o sistemas biológicos como el corazón (por ejemplo, Mayer, 2005). Sin embargo, estos sistemas no tienen muchas acciones diferenciadas o ya son familiares para muchos estudiantes. Un motor tiene varios tipos diferentes de acciones integradas y es más complejo y menos conocido que los sistemas típicamente estudiados. Sin embargo, no asume los conocimientos previos requeridos en los estudios de química, biología o física. En el presente estudio, los estudiantes vieron uno de los dos videos que explican el comportamiento de un motor acompañado de uno de los dos tipos de gestos. El texto de la explicación fue exactamente el mismo para ambas condiciones y ambos videos fueron acompañados por el mismo diagrama rudimentario del motor que muestra las partes nombradas en la configuración adecuada. En el video de acción-gesto, la explicación fue acompañada de gestos que retrataban las acciones de cada parte del sistema, por ejemplo, abrir, cerrar, expulsar, explotar, encender, comprimir, reducir, dejar entrar, girar, descender, entrar. , subiendo y saliendo. En el vídeo estructura-gesto, la explicación iba acompañada de idéntica cantidad de gestos que retrataban la estructura de cada parte del sistema, por ejemplo, el cigüeñal, el cilindro, la válvula de admisión, el pistón, la bujía y el escape. válvula.En la prueba preliminar, dos visualizaciones del video dieron como resultado un rendimiento aleatorio en la prueba de conocimiento, pero cuatro visualizaciones llevaron a un nivel razonable de comprensión, por encima de la probabilidad, pero no perfecto, similar al trabajo anterior sobre el aprendizaje de entornos complejos (p. Ej., Taylor & amp Tversky, 1992 ).

La comprensión se evaluó de varias maneras: mediante preguntas sobre la estructura y la acción que podían responderse únicamente a partir del texto, mediante explicaciones visuales creadas por los estudiantes y mediante explicaciones orales creadas por los estudiantes para sus compañeros. Nos interesaron especialmente las creaciones de los estudiantes, sus explicaciones visuales y explicaciones orales porque requieren tanto entender la información como reformularla. Si ver gestos de acción crea una comprensión más profunda de la acción, quienes los vieron deberían representar más acción en sus diagramas e incluir más información de acción en sus explicaciones verbales mediante el uso de más palabras de acción y más gestos de acción. Debido a que la estructura es típicamente más fácil de aprender que la acción y debido a que ambos grupos vieron un diagrama rudimentario de la estructura, se esperaba poco o ningún beneficio al ver los gestos de la estructura.


Sistemas dinámicos cognitivos

Este libro ha sido citado por las siguientes publicaciones. Esta lista se genera en base a los datos proporcionados por CrossRef.
  • Editorial: Cambridge University Press
  • Fecha de publicación en línea: junio de 2012
  • Año de publicación impresa: 2012
  • ISBN en línea: 9780511818363
  • DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511818363
  • Asignaturas: Comunicaciones y procesamiento de señales, Ingeniería, Informática, Comunicaciones, Teoría y seguridad de la información

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Descripción del libro

Los principios de la cognición son cada vez más importantes en las áreas de procesamiento de señales, comunicaciones y control. En este libro pionero, Simon Haykin, un pionero en el campo y un investigador, educador y autor galardonado, expone las ideas fundamentales de los sistemas dinámicos cognitivos. Entretejiendo las diversas ramas de estudio involucradas, demuestra el poder del procesamiento cognitivo de la información y destaca una variedad de futuras direcciones de investigación. El libro comienza con una discusión de temas centrales como la cognición y la percepción, que trata, en particular, del ciclo percepción-acción. A continuación, se abordan el filtrado bayesiano, el aprendizaje automático y la programación dinámica. Sobre la base de estos fundamentos, hay una cobertura detallada de dos aplicaciones prácticas importantes, el radar cognitivo y la radio cognitiva. Combinando teoría y práctica, este libro perspicaz está dirigido a todos los estudiantes graduados e investigadores que buscan una base sólida en este fascinante campo.

Reseñas

"El autor ha dirigido el Laboratorio de Sistemas Cognitivos en la Universidad de McMaster durante muchos años, contribuyendo con artículos fundamentales a la teoría de sistemas dinámicos cognitivos. Por lo tanto, es una suerte que este libro haya sido escrito, el primero en este nuevo campo integrador. Esto es muy claro y altamente El libro pedagógico será muy apreciado por muchos investigadores aplicados ". -METRO. Iosifescu, Revisiones matemáticas


De la experiencia estética al ritmo estético

Uno de los mayores problemas que enfrentamos cuando tratamos con el término "experiencia estética" es la suposición implícita de que la "estética" es un tipo específico de experiencia, separada de otras experiencias no estéticas. Esta idea apunta a una modularidad de la experiencia que va en contra de las ideas actuales en la ciencia cognitiva que enfatizan la importancia de las dinámicas e interacciones globales (Chialvo, 2010 Fries, 2015 Thompson & amp Varela, 2001). Sin embargo, el abandono del concepto de experiencia estética nos deja impotentes para lidiar con instancias de experiencia capaces, por ejemplo, de ofrecer “posibilidades que cortocircuitan de una manera que regresa al agente perceptor, interrumpiendo compromisos ordinarios y creando posibilidades que son no realizable en los marcos actuales o establecidos ”(Gallagher, 2011, p. 113). Esta y otras caracterizaciones similares de compromisos estéticos se refieren a experiencias particularmente gratificantes y significativas. ¿Debemos creer que son eventos instantáneos de todo o nada con raíces cognitivas superficiales? Esto difícilmente parece reconciliarse con nuestras propias experiencias personales. Los episodios estéticos suelen tardar en desarrollarse y no están bajo un control voluntario completo. En la misma línea, Dewey (1980) argumentó que cuando vemos algo pictóricamente (que también podría entenderse como estéticamente), “se lo ve como una parte relacionada de un todo organizado perceptivamente. Sus valores, sus cualidades tal como se ven, son modificadas por las otras partes de la escena en su conjunto y, a su vez, estas modifican el valor, tal como se percibe, de todas las demás partes del todo ”(p. 141). A medida que este todo unificado emerge progresivamente de la corriente general de experiencia, se vuelve un experiencia, que en términos dewey equivale a decir que se convierte en una experiencia estética. Y Dewey afirma que ninguna experiencia estética sería posible en absoluto, si no fuera por los ritmos circundantes de la naturaleza.

Para Dewey, el ritmo no es un concepto metafórico. Dewey (1980) lo define como una “variación ordenada de manifestación de energía” (p. 170). Los ritmos unen el entorno y los fenómenos que tienen lugar en él. Algunos ejemplos de ritmos naturales incluyen estanques que se mueven en ondas, el movimiento de las ramas con el viento o el batir de las alas de un pájaro. (Dewey, 1980: 161). Estos y otros ritmos naturales como los ciclos de las plantas, la alternancia de estaciones o las migraciones de animales siempre han afectado la existencia humana. Como sostiene Vincent Barletta (2020), “el ritmo para Dewey siempre está ahí para condicionar nuestro ser y servir de base a lo que vemos, sentimos y hacemos” (p. 110). Siempre estamos participando ya de este tejido rítmico de la naturaleza y andamia y constriñe nuestros procesos cognitivos que vivimos dentro de esta “relación cinética e indivisible entre organismo y ambiente que sirve como base de experiencia” (Barletta 2020, p. 111). Sin embargo, si bien la interacción sensoriomotora es una condición previa para la experiencia general, no es suficiente para tener una experiencia estética (Crippen, 2017, p. 190).

Mientras discute el efecto de una pintura, Dewey (1931) sostiene: “en toda unión adecuada de acciones sensoriales y motoras, el trasfondo de las funciones viscerales, circulatorias y respiratorias también se pone en acción constantemente. En otras palabras, la integración en el objeto permite y asegura una integración correspondiente en las actividades orgánicas ”(p. 122). Estos aspectos corporales no solo modulan y son modulados por el compromiso sensoriomotor, sino que también afectan el contenido de la experiencia, ya que “las actividades oculares despiertan actividades musculares aliadas que a su vez no solo armonizan con las actividades oculares y las apoyan, sino que a su vez evocan más experiencias de luz y color, etc. ”(Dewey, 1931, p. 122). Pero, ¿qué es esta "unión adecuada" que conduce a la forma rítmica particular de la experiencia estética? La respuesta es una integración de hacer y experimentar en una relación (Dewey, 1980, p. 46). Solo cuando “los hechos y los sufrimientos caen en una conexión rítmica de 'medios-consecuencia'” (Crippen, 2017, p. 190), la experiencia se convierte en un todo unificado que es al mismo tiempo un resumen y cumplimiento de lo que le precede. , llevando las expectativas tensamente hacia adelante (Dewey, 1980, p. 179). Esto genera una dependencia mutua dentro de la experiencia, por lo que “[el] ser vivo sufre, sufre, las consecuencias de su propio comportamiento. Esta estrecha conexión entre hacer y sufrir o sufrir forma lo que llamamos experiencia. El hacer desconectado y el sufrimiento desconectado no son experiencias ”(Dewey, 1920, p. 86). La forma del ritmo estético de Dewey es la de un reordenamiento de energías que percibimos como una integración progresiva de hechos y sufrimientos superando variaciones y tensiones. Estas tensiones son consecuencia de nuestras acciones exploratorias en el transcurso de la experiencia. Y, mientras exploramos, somos íntimamente afectados por una obra de arte: “se liberan viejos hábitos profundamente arraigados o 'recuerdos' orgánicos arraigados, pero estos viejos hábitos se despliegan de nuevas formas, formas en las que se adaptan a un estilo más mundo completamente integrado para que ellos mismos logren una nueva integración. De ahí el poder liberador y expansivo del arte ”(Dewey, 1931, p. 121). Dicho de otra manera, “si la experiencia es estética en el sentido de Dewey, unirá las capacidades afectivas, cognitivas, motoras y perceptivas, aunque en parte desafiando hábitos arraigados” (Crippen & amp Schulkin, 2020, p. 111). Estos desafíos a los viejos hábitos, junto con la exploración de la situación y el logro de una serie de cumplimientos, empujan la experiencia hacia un todo narrativo unificado, al tiempo que le otorgan una estructura altamente dramática que la distingue de la experiencia general (Crippen, 2017). , pág.191). Dados estos aspectos situados, dinámicos y encarnados del ritmo de una experiencia estética, parece que “Dewey, en efecto, ha escrito un relato enactivo de la estética” (Crippen, 2016, p. 246). Sin embargo, a pesar del énfasis de Dewey en el ritmo como forma de conexión, se centra casi exclusivamente en el aspecto temporal y no tanto en cómo los diferentes ritmos se combinan y se afectan entre sí. En este punto, el concepto de arrastre encaja perfectamente.

El arrastre es un término de la teoría de sistemas dinámicos que denota un proceso en el que las frecuencias de dos o más osciladores exhiben una tendencia hacia un patrón de sincronización, ya sea a través de un proceso de influencias mutuas o cuando uno se adapta al otro (s). A diferencia de la noción relacionada pero ligeramente diferente de resonancia, el arrastre no desaparece inmediatamente una vez que los osciladores se han separado y puede tener lugar en sistemas con frecuencias significativamente diferentes (ver Pikovsky et al., 2001 para un análisis de arrastre, resonancia y sincronización ). Nota a pie de página 6 El arrastre puede producir una coordinación absoluta, por lo que la fase o frecuencia de dos o más procesos se bloquea transitoriamente, pero también puede resultar en una coordinación relativa. Esto significa que el arrastre puede ser sutil e incluso pasar desapercibido, sin dejar de ser un fenómeno dinámico relevante en todo tipo de interacciones. El arrastre se ha identificado en sistemas vivos y no vivos, por ejemplo, un sistema de péndulos, un murmullo de estorninos o un grupo de bailarines. En el caso de la cognición humana, los investigadores hablan de arrastre perceptual, autónomo, fisiológico, motor y social (Trost & amp Vuilleumier, 2013). Sus particularidades, así como las formas en las que interactúan entre sí, aún están abiertas a la discusión, sin embargo, se ha propuesto considerarlas como diferentes manifestaciones de un mismo fenómeno (Trost et al., 2017). Lo que ya tenemos es una investigación que muestra acoplamientos no lineales entre oscilaciones ambientales, cerebrales y corporales que son, al menos parcialmente, responsables a través de procesos de arrastre (ver Lakatos et al., 2019 para una revisión sobre arrastre neuronal Azzalini et al., 2019 para una revisión sobre las oscilaciones corporales que afectan los procesos cerebrales (Fusaroli, 2015 y Chemero, 2016 sobre el surgimiento del arrastre social colectivo).

En consecuencia, una noción de ritmo como "un patrón evolutivo de oscilaciones capaz de arrastrar otras oscilaciones" (Vara Sánchez, 2020a, p. 88) ofrece la posibilidad de acomodar interacciones anidadas entre diferentes actividades oscilatorias provenientes del cuerpo, el cerebro y el entorno mientras conservando el aspecto temporal de los ritmos y enfatizando la variabilidad de la forma rítmica. Esta definición relacional considera que los ritmos son patrones particulares que surgen de la interacción de dos o más elementos oscilatorios. Hablando de seres humanos, podemos centrarnos, por ejemplo, en el ritmo emergente de la contracción del corazón, provocado por la interacción de los impulsos eléctricos generados por las células del nódulo sinoauricular. Pero este ritmo también se puede considerar como parte de un ritmo mayor, junto con otros ritmos mecánicos relacionados con la respiración y la actividad gástrica que se regulan recíprocamente. Y el ritmo corporal resultante puede ser, a su vez, considerado un elemento que forma parte de un ritmo mucho más complejo, junto con las oscilaciones cerebrales y ambientales, todas las cuales promulgan restricciones dinámicas anidadas que afectan a toda la cognición a través del arrastre y tienen un efecto en experiencia (Vara Sánchez, 2020b). Nota a pie de página 7 Sin embargo, esto no significa que podamos registrar una oscilación unitaria y constante en el cuerpo y el cerebro. Las diversas oscilaciones están anidadas de tal manera que las variaciones en uno de estos ritmos locales afectan la ritmicidad en su conjunto. Las diferentes oscilaciones que encontramos en el cuerpo, el cerebro y el medio ambiente no solo cumplen sus funciones específicas, sino que se vuelven parte de un conjunto continuo de restricciones rítmicas constitutivas de la cognición, porque siempre hay un ritmo de múltiples capas que nos entrelaza dentro del mundo. Este ritmo puede ser bastante simple si solo estamos acostados en la cama, sin nada en particular en mente, o más complejo si estamos tocando el piano. En cualquier caso, las capas rítmicas temporales que surgen con ciertas tareas constriñen y son constreñidas por las preexistentes que ya formaban parte del patrón rítmico. Un ritmo cognitivo no es una propiedad fija, sino una interacción emergente capaz de impulsar la experiencia y los niveles subyacentes de los procesos cognitivos que la representan. Es decir, un ritmo registrado durante un proceso cognitivo ejerce una influencia de local a global y de global a local sobre sus diferentes componentes (Ver Thompson & amp Varela, 2001 Thompson, 2007 Di Paolo et al., 2010).

Volviendo a la estética, la pregunta es obvia: ¿qué constituye un ritmo estético cognitivo? Dedicaré la siguiente sección a responder esta pregunta. Por ahora, solo señalaré que un ritmo estético crudo típico de una interacción no artística puede presentar una interacción dinámica encarnada y situada entre, por un lado, los procesos sensoriomotores y afectivos que tienen lugar en las regiones del cerebro en escalas de tiempo más rápidas y, por otro lado, el otro, los procesos de atención y narrativa que tienen lugar a nivel de redes cerebrales en escalas de tiempo más largas. Esta interacción evolucionará de manera diferente dependiendo de si permanece en el lado prerreflexivo de la experiencia, alcanza el lado reflexivo de la experiencia o se vuelve completamente reflexiva. Sugeriré que si bien esta forma constituye el ritmo esencial presente en ciertas experiencias estéticas, un ritmo estético - en línea con la definición de ritmo - no se ajusta a ninguna estructura predeterminada, sino que siempre permanece abierto a procesos cognitivos adicionales o sustitutivos específicos de ciertos tipos de experiencias estéticas.


Comentarios del autor

Los sistemas conversacionales tienen una larga historia de desarrollo. Se han mejorado de la metáfora de la interfaz de voz a la metáfora humana, del lenguaje basado en reglas al lenguaje espontáneo, de expresiones cortas a expresiones mixtas, de frías a similares a las humanas y de predecibles a menos predecibles. Sin embargo, existen varias limitaciones que resolver.

  1. Aplicación limitada. Cada sistema de conversación actual está diseñado para un objetivo específico de usuarios. ¿Cómo diseñar un sistema general, con las mismas funciones básicas pero con diferentes personalidades, dominios de conocimiento y estilos de comportamiento, que se pueda utilizar en más escenarios?
  2. Perfección irreal. ¿Alguna vez has visto a un humano hablar sin influencia? Las expresiones generalmente se diseñan como una perfección irreal. ¿Qué tal agregar algunos elementos de relleno en los comentarios del sistema?
  3. Esqueleto fijo. Es posible que haya notado que incluso el sistema más inteligente no puede seguir actualizando sus conocimientos durante la conversación. El uso del aprendizaje no supervisado y la integración de nuevos corpus puede resultar útil para diseñar un sistema de conversación altamente interactivo.
  4. Tomando el turno. Lo que quiero decir es que los sistemas nunca se interrumpen para tomar el turno. Si ya habían predicho lo que vamos a decir, pueden tomar el turno y dar la respuesta de inmediato, sin necesidad de esperar a que terminemos toda la oración.

Conclusión

Nuestros objetivos en este documento han sido dobles. En primer lugar, deseamos mostrar que la neurociencia cognitiva puede necesitar una explicación de la función cognitiva diferente a la que proporciona la psicología cognitiva. En segundo lugar, queríamos mostrar que la psicología ecológica y la teoría de los sistemas dinámicos bajo el título de ciencia cognitiva incorporada radical pueden proporcionar tal explicación de la función cognitiva. Sin embargo, si buscamos que la ciencia cognitiva incorporada desempeñe este papel, esto significa renunciar a una visión centrada en el cerebro de la función cognitiva. Ya no podremos afirmar que el cerebro es el órgano de la mente. En su lugar, tendremos que pensar en la mente y los procesos cognitivos que la componen a nivel de todo el sistema cerebro-cuerpo-entorno. Recapitulemos brevemente nuestro argumento.

Comenzamos revisando algunos de los problemas con los que se han encontrado los neurocientíficos cognitivos al mapear funciones emocionales y cognitivas en estructuras discretas y separadas en el cerebro. En lugar de regiones y redes cerebrales discretas que realizan operaciones computacionales emocionales o cognitivas especializadas, hemos analizado la evidencia que apunta a una amplia influencia mutua entre las áreas clásicas emocionales y cognitivas del cerebro. Luego argumentamos que esto dificulta cualquier intento de localizar la función en áreas específicas del cerebro. Dirigimos nuestra atención a las teorías dimensionales o constructivistas de la emoción que comparten nuestra opinión de que es poco probable que las diferentes emociones, tal como se entienden en la psicología del sentido común, se mapeen en circuitos neuronales distintos. En cambio, los construccionistas abogan por una explicación de las diferentes emociones construidas a partir de la actividad y la interacción entre las redes neuronales de dominio general. Sin embargo, argumentamos que los construccionistas pueden enfrentar un problema similar al de los teóricos de la emoción discreta a los que se oponen. Pueden encontrar que las redes de dominio general a las que apelan tampoco tienen funciones fijas y permanentes, pero pueden cambiar sus funciones en formas que dependen del contexto.

La moraleja que pensamos de estas consideraciones sobre las regiones y redes cerebrales que no tienen funciones fijas y permanentes es que necesitamos pensar en la función cognitiva en el cerebro como sensible al contexto. Luego dirigimos nuestra atención a ofrecer un relato de esta sensibilidad al contexto. Abogamos por una visión del afecto como estados de preparación para la acción que involucren a todo el cuerpo del organismo. Los estados de preparación para la acción se manifiestan en el cuerpo como formas de excitación que se valoran positiva o negativamente. Estos estados corporales preparan al organismo para responder a oportunidades y desafíos relevantes en el medio ambiente. Estos estados de preparación para la acción son seguidos por procesos interoceptivos en el cerebro. Es muy probable que la red de prominencia juegue un papel central en este proceso (Menon y Uddin, 2010).Luego argumentamos que los patrones de actividad a gran escala toman forma en el cerebro de maneras que son impulsadas por los estados de preparación para la acción en el cuerpo como un todo. Estos estados de preparación para la acción son provocados por las posibilidades relevantes en el medio ambiente, y hacen que el organismo esté listo para responder a las posibilidades relevantes.

Hasta ahora, nuestros argumentos se han centrado por completo en la emoción y la mejor manera de comprender la emoción en el cerebro. Sin embargo, tomamos nuestro argumento para señalar la conclusión más general de que la función cognitiva se investiga mejor a nivel de todo el sistema cerebro-cuerpo-entorno. Tomamos tal conclusión como resultado de lo que ya hemos argumentado sobre las interacciones de la emoción y la cognición en el cerebro. Hemos visto anteriormente que cualquier separación de los procesos emocionales y cognitivos en el cerebro no se sostiene en la realidad. Las áreas del cerebro que los estudios de neuroimagen identifican como activas cuando las personas realizan tareas que involucran procesos emocionales y cognitivos resultan estar en interacción constante y continua. También hemos argumentado que los procesos emocionales tienen lugar en el cuerpo vivo del organismo en sus interacciones con un entorno rico en posibilidades. Dado que no existe una separación entre la emoción y la cognición, se sigue que las funciones cognitivas también dependen profundamente de todo el cuerpo vivo del organismo en su compromiso con un entorno rico en posibilidades.


Introducción al análisis dinámico de sistemas

Introducción a las vibraciones 5 - 1 Introducción casi todo el mundo ha sido molesto
en algún momento u otro por una vibración en algún vehículo, aparato o máquina.
Incluso aquellos que carecen de conocimientos científicos o de ingeniería suficientes para
comprender .

Autor: Norman H. Beachley

Editor: División de Harpercollins College

ISBN: UOM: 39015058912349

Categoría: Tecnología e Ingeniería

Bueno, sin resaltados, sin marcas, todas las páginas están intactas, ligero desgaste, puede tener las esquinas ligeramente abolladas, puede tener ligeros cambios de color / lomo ligeramente dañado.


AGRADECIMIENTOS Y OBSERVACIONES

Este artículo refleja el viaje de aprendizaje del autor a través del panorama de sistemas diverso y rico. Mi más sincero agradecimiento a todas las personas que debaten estos temas en muchos lugares. Los conocimientos iniciales se obtuvieron en tres conferencias interdisciplinarias de Cortona realizadas por ETH Zurich, seguidas de una visita de investigación al Instituto Santa Fe y varias conferencias y seminarios sobre temas relacionados con los sistemas. Este documento se basa en versiones anteriores que se presentaron en dos conferencias: European Meetings on Cybernetics and Systems Research, EMCSR, Viena, Austria, reunión anual de abril de 2012 de la International Society for the Systems Sciences, ISSS, San José, EE. UU., Julio de 2012 El autor está particularmente agradecido al profesor Stuart Kauffman por aclarar aspectos de la complejidad y los agentes autónomos, al profesor Markus Schwaninger por aclarar aspectos de la cibernética y la dinámica de sistemas y al profesor Peter Checkland y al profesor Werner Ulrich por su introducción al diseño de sistemas. .


Áreas de financiación

El programa Comprensión de sistemas dinámicos y multiescala (anteriormente Estudio de sistemas complejos) apoya la erudición y la investigación dirigidas al desarrollo de herramientas teóricas y matemáticas que se pueden aplicar al estudio de sistemas complejos, adaptativos y no lineales. Se prevé que la investigación financiada en este programa abordará cuestiones en campos como la biología, la biodiversidad, el clima, la demografía, la epidemiología, el cambio tecnológico, el desarrollo económico, la gobernanza o la computación. Si bien el énfasis del programa está en el desarrollo y la aplicación de modelos teóricos utilizados en estos campos de investigación y no en campos particulares per se, JSMF está particularmente interesado en proyectos que intentan aplicar enfoques de sistemas complejos a problemas significativos. Se alientan las propuestas que intenten aplicar herramientas y modelos de sistemas complejos a problemas en los que dichos enfoques aún no se consideran habituales o convencionales (por ejemplo, diferenciando la fisiología normal de la enfermedad).

Para las becas posdoctorales, las propuestas que fomenten la ciencia de sistemas complejos y / o las propuestas que tengan la intención de aplicar herramientas y modelos de sistemas complejos a problemas donde tales enfoques aún no se consideran habituales o convencionales son apropiadas.

Nota importante del programa: JSMF apoya la investigación en las ciencias del cerebro a través de su programa temático Understanding Human Cognition. La Fundación recomienda que los investigadores de las neurociencias no presenten propuestas a las RFA de comprensión de sistemas dinámicos y multiescala. Normalmente, estas propuestas no tienen éxito.


¿Qué tipo de matemáticas aprender para comprender los sistemas dinámicos en las ciencias cognitivas? - psicología

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Fondo

Entender los sistemas dinámicos

Dominar los sistemas dinámicos es una tarea recurrente en nuestras vidas. En la escuela, aprendiendo el comportamiento de las neuronas, el crecimiento de las plantas, el comportamiento de las moléculas y los eventos que llevaron a la Revolución Francesa en nuestra vida cotidiana, declarando impuestos sobre la renta, operando el proverbial VCR y usando nuevo software en nuestra vida pública, comprender el funcionamiento del colegio electoral, el comportamiento del mercado de valores y las acciones de las distintas facciones políticas y religiosas en el Medio Oriente. Estos sistemas se pueden descomponer en partes, las acciones de las partes a lo largo del tiempo y las consecuencias de las acciones, de ahí el término "sistemas dinámicos". Comprender algunos sistemas dinámicos es difícil porque los sistemas no se comprenden completamente o no son probabilísticos, pero incluso los sistemas dinámicos bien entendidos son un desafío. Los sistemas dinámicos normalmente tienen una o más capas estructurales y una o más capas de acción. Las capas estructurales constan de un conjunto de piezas, normalmente con propiedades asociadas específicas y sus interrelaciones. Las capas de acción, comportamiento, proceso o causalidad consisten en secuencias de tipos de acciones y sus consecuencias. La capa estructural es estática y, aunque solo sea por esa razón, es más fácil de entender. La capa de acción es dinámica y consiste en cambios en el tiempo, específicamente, una secuencia de acciones y resultados variables que son las consecuencias de las acciones, a menudo acompañadas de razones causales. Los estudiantes universitarios inteligentes que obtienen puntajes por debajo de la mediana en una prueba de habilidad mecánica, es decir, la mitad de los estudiantes universitarios, tienen dificultades para comprender el comportamiento de los sistemas dinámicos, incluso los relativamente simples como el funcionamiento de un freno de automóvil o una bomba de bicicleta o un sistema de poleas, aunque captan fácilmente la estructura de las partes del sistema (por ejemplo, Hmelo-Silver & amp Pfeffer, 2004 Tversky, Heiser y amp Morrison, 2013). Comprender el comportamiento de los sistemas dinámicos implica comprender la secuencia temporal de las acciones de las partes del sistema, la naturaleza de las acciones, los cambios que resultan y las dependencias causales entre las acciones y los cambios.

Representar sistemas dinámicos en gráficos

Los niveles estructurales de los sistemas dinámicos, una configuración de partes, se pueden mapear fácilmente en diagramas y ese es, de hecho, un enfoque común para representarlos. Poner conceptos en el mundo en forma de bocetos, modelos, diagramas, artefactos y similares es bien conocido por promover la memoria, el pensamiento y el aprendizaje (p. Ej., Card, Mackinlay & amp Shneiderman, 1999 Hegarty, 2011 Larkin & amp Simon, 1987 Mayer, 2005 Schon, 1983 Tufte, 1983 Tversky, 2001, 2011). Para simplificar, llamemos a las diversas formas de pensamiento exteriorizador gráficos. Poner y organizar el pensamiento en el mundo utilizando gráficos puede espacializar esa información, así como expandir la memoria y promover el procesamiento de la información. Es importante destacar que las formas en que los elementos se muestran y se ordenan espacialmente pueden abstraer y estructurar el pensamiento de manera más directa y congruente que el lenguaje. Las partes de un sistema que están cercanas o interactuando se pueden mostrar como cercanas e interactuando. Se pueden representar las partes y el todo, al igual que algunos tipos de acciones. Las secuencias de acciones se pueden indicar mediante flechas. Representar los objetos y arreglos del pensamiento en el mundo proporciona una plataforma para la inferencia y el descubrimiento (por ejemplo, Tversky, 2011).

Representar el cambio a lo largo del tiempo en los gráficos.

Los gráficos son en su mayor parte estáticos y pueden permanecer frente a los ojos para ser contemplados. Sin embargo, precisamente porque los gráficos son estáticos, transmitir sistemas dinámicos que implican acción, proceso, comportamiento o cambio en el tiempo, ha demostrado ser un desafío para los gráficos.

Se han ideado varias soluciones para transmitir información dinámica en gráficos, incluidas flechas, diagramas fijos sucesivos y diagramas animados, ninguno ha demostrado ser universalmente satisfactorio. Como se señaló, una solución común y a menudo exitosa es usar flechas. Las personas producen e interpretan fácilmente flechas como relaciones temporales y / o causales (por ejemplo, Heiser & amp Tversky, 2006). Sin embargo, las flechas pueden ser ambiguas porque tienen una multitud de usos en los diagramas. Se pueden usar para etiquetar, indicar secuencia temporal, indicar movimiento, indicar conexión causal, mostrar fuerzas invisibles y más (por ejemplo, Tversky, 2011). Muchos diagramas en las ciencias sociales, las ciencias biológicas y físicas y la ingeniería utilizan flechas de múltiples formas sin eliminar la ambigüedad de sus significados, lo que da como resultado diagramas que pueden resultar confusos y difíciles de comprender (Tversky, Heiser, MacKenzie, Lozano y Morrison, 2007). Además, mostrar las propiedades cualitativas de tipos importantes de acciones, como la formación de alianzas o enlaces químicos o explosiones o condensación, requiere más que flechas. Otro método común para mostrar el cambio en el tiempo es una secuencia de diagramas de imágenes fijas; sin embargo, las imágenes fijas sucesivas también tienen limitaciones. Como las flechas, no pueden mostrar fácilmente los aspectos cualitativos de las acciones. Además, requieren la integración de los diagramas de imágenes fijas por separado, lo que no es una tarea fácil. Los diagramas separados deben compararse a simple vista e imaginarse los cambios entre ellos. Sin embargo, otra forma de transmitir la acción es mediante animaciones. Las animaciones son especialmente convincentes porque son conceptualmente congruentes con lo que transmiten: utilizan el cambio en el tiempo para transmitir el cambio en el tiempo (Tversky, Morrison y Betrancourt, 2002). Sin embargo, una encuesta amplia que comparó gráficos animados y gráficos que transmiten la misma información y que fue diseñada para educar a los espectadores sobre los procesos complejos que ocurren con el tiempo no mostró beneficios de los gráficos animados (Tversky et al., 2002). Se propusieron tres razones para no encontrar los beneficios de los gráficos animados sobre los estáticos para transportar procesos a tiempo. Una de las razones de la falta de éxito de los gráficos educativos animados es la percepción, suceden demasiadas cosas al mismo tiempo, por lo que es difícil comprender la secuencia y la naturaleza de los cambios. Otro defecto de la mayoría de las animaciones educativas es que no dividen los cambios en sus unidades naturales. En cambio, muestran cambios en el tiempo de forma continua, proporcional al tiempo real. Las explicaciones que dan los profesores y los laicos en general no son continuas en el tiempo y proporcionadas al tiempo real. En cambio, las explicaciones proporcionadas por las personas generalmente dividen los procesos en pasos naturales. Aquí hay un ejemplo simple: al explicar las rutas, las personas las segmentan como una secuencia de giros en puntos de referencia (Denis, 1997 Tversky & amp Lee, 1998). De manera similar, al describir acciones que son continuas en el tiempo, como lavar los platos o tender la cama, las personas segmentan las acciones en pasos y subpasos discretos según el logro de metas y subobjetivos, no por tiempo per se (p. Ej., Tversky, Zacks, & amp Hard , 2008). Las animaciones no suelen segmentar los procesos en sus pasos naturales. Finalmente, mostrar no es explicar. Las animaciones pueden mostrar algunos cambios, pero en sí mismas no explican las conexiones causales. De hecho, las animaciones acompañadas de explicaciones pueden mejorar la comprensión en comparación con las animaciones sin explicaciones (por ejemplo, Mayer, 2005).

Los roles del gesto en la expresión y comprensión del pensamiento.

Una posibilidad infrautilizada y poco estudiada para explicar de forma eficaz los sistemas dinámicos es el uso de gestos. Los gestos son acciones que deben ser naturales para transmitir acciones (por ejemplo, Cartmill, Beilock y Goldin-Meadow, 2012 Hostetter y Alibali, 2008). Numerosos estudios han demostrado que las personas gesticulan espontáneamente cuando se explican a sí mismas oa los demás (p. Ej., Alibali, Bassok, Solomon, Syc y amp Goldin-Meadow, 1999 Alibali, Spencer, Knox y amp Kita, 2011 Atit, Gagnier y amp Shipley, 2014 Cartmill et al., 2012 Chu y Kita, 2011 Emmorey, Tversky y Taylor, 2000 Ehrlich, Levine y Goldin-Meadow, 2006 Engle, 1998 Goldin-Meadow y Beilock, 2010 Goldin-Meadow y Alibali, 1999 Goldin-Meadow, Kim y Singer, 1999 Goldin-Meadow, Nusbaum, Kelly y Wagner, 2001 Gukson, Goldin-Meadow, Newcombe y Shipley, 2013 Hostetter y Alibali, 2008 Kang, Tversky y Black, 2014 Schwartz y Black, 1996). En muchos casos, los gestos llevan información que no se transmite en el habla. Numerosas investigaciones han demostrado que la información transmitida únicamente por gestos puede facilitar el aprendizaje, el pensamiento y la comprensión tanto en niños como en adultos en una amplia gama de tareas, incluida la conservación (p. Ej., Church, Ayman-Nolley, & amp Mahootian, 2004 Ping & amp Goldin-Meadow, 2008 ), aprendizaje de palabras (McGregor, Rohlfing, Bean, & amp Marschner, 2009), resolución de problemas (Beilock & amp Goldin-Meadow, 2010 Singer & amp Goldin-Meadow, 2005 Tversky & amp Kessell, 2014), memoria de oraciones (Thompson, Driscoll y amp Markson , 1998), asimetría (Valenzeno, Alibali y Klatzky, 2003), matemáticas (p. Ej., Alibali y DiRusso, 1999 Cook, Duffy y Fenn, 2013 Cook y Goldin-Meadow, 2006 Goldin-Meadow et al., 1999 Segal, Tversky, & amp Black, 2014), analogías matemáticas (Richland & amp McDonough, 2010), tiempo cíclico y simultáneo (Jamalian & amp Tversky, 2012), comprensión de la historia (Beattie & amp Shovelton, 1999), y más.

Los gestos pueden representar y parecerse a una acción.

Los gestos se producen con frecuencia de forma espontánea para expresar tanto la estructura como la acción (p. Ej., Atit et al., 2014 Cartmill et al., 2012 Chu & amp Kita, 2011 Emmorey et al., 2000 Enfield, 2003 Engle, 1998 Goldin-Meadow & amp Beilock, 2010 Gukson et al., 2013 Kang et al., 2014). En investigaciones anteriores que mostraban los efectos de los gestos comunicativos que transmiten acciones, los gestos utilizados han sido acciones únicas sobre objetos visibles, como levantar un disco (Goldin-Meadow & amp Beilock, 2010), contar (Carlson, Avraamides, Cary, & amp Strasberg, 2007). ) o rotar un objeto imaginario (Alibali et al., 2011 Chu & amp Kita, 2011 Schwartz & amp Black, 1996). La presente investigación examina el papel de una secuencia integrada de gestos que representan una secuencia de acciones en objetos con nombre en lugar de instanciados. Para transmitir estructura, acción u otros conceptos, los gestos deben diseñarse a medida para representar el contenido específico. Al igual que los gráficos efectivos, los gestos efectivos deben ser congruentes con los significados que expresan. En cuanto a los gráficos, los gestos pueden mapear significados más directamente que el lenguaje. Una secuencia de gestos de señalar en el espacio de gestos puede mapear las ubicaciones espaciales relativas de los puntos de referencia en un entorno, de manera muy similar a un mapa esquemático (Emmorey et al., 2000). Un gesto circular es una representación más directa y congruente del movimiento circular que la palabra "dar vueltas". Los gestos son en sí mismos acciones y pueden ser tridimensionales, por lo que pueden representar formas complejas de acción de forma más directa que las palabras y, en muchos casos, también más directamente que los diagramas planos o las animaciones. Tenga en cuenta que en estas asignaciones congruentes de significado, los gestos tanto representar el concepto a transmitir y asemejarse a el concepto a transmitir. Tanto la palabra "dar vueltas" como un movimiento circular del dedo representan un movimiento circular, pero solo el movimiento circular se asemeja a un círculo. Un gesto circular se puede captar más fácilmente que una palabra, que es un mapeo arbitrario del significado del sonido que requiere el conocimiento del idioma.

Neurociencia y acción

El gesto, entonces, debería tener un papel especial en la representación de la acción para las explicaciones y la comprensión. Los gestos se utilizan de forma espontánea para transmitir acciones y los gestos pueden representar acciones y parecerse a ellas. La investigación en neurociencia también muestra conexiones entre pensamiento, acción y gesto. Se ha demostrado que observar las acciones realizadas por otros, especialmente las acciones conocidas, activa regiones del cerebro involucradas en la planificación o realización de acciones, un fenómeno conocido como resonancia motora (p. ej., Decety et al., 1997 Iacoboni, Rizzolatti & amp Craighero, 2004 Iacoboni et al., 1999 Molenberghs, Cunnington, & amp Mattingly, 2012 Rizzolatti & amp Craighero, 2004 Rizzolatti, Fogasse y amp Gallese, 2001 Utihol, van Rooij, Bekkering, y Haselager, 2011). La opinión general es que este tipo de espejo motor sirve para la comprensión de la acción. Ver gestos de acción, entonces, debería inducir una resonancia motora, agregando una capa de significado y comprensión de la acción.

Este análisis sugiere que los gestos que muestran una secuencia de acciones podrían profundizar la comprensión de las acciones de un sistema dinámico, el objetivo del presente estudio. Después de considerar investigaciones previas y extensas pruebas preliminares, seleccionamos el motor de cuatro tiempos que normalmente se encuentra en los automóviles como plataforma de prueba. Investigaciones anteriores han utilizado sistemas mecánicos como una bomba de bicicleta, un sistema de poleas o freno de automóvil, o sistemas biológicos como el corazón (por ejemplo, Mayer, 2005). Sin embargo, estos sistemas no tienen muchas acciones diferenciadas o ya son familiares para muchos estudiantes. Un motor tiene varios tipos diferentes de acciones integradas y es más complejo y menos conocido que los sistemas típicamente estudiados.Sin embargo, no asume los conocimientos previos requeridos en los estudios de química, biología o física. En el presente estudio, los estudiantes vieron uno de los dos videos que explican el comportamiento de un motor acompañado de uno de los dos tipos de gestos. El texto de la explicación fue exactamente el mismo para ambas condiciones y ambos videos fueron acompañados por el mismo diagrama rudimentario del motor que muestra las partes nombradas en la configuración adecuada. En el video de acción-gesto, la explicación fue acompañada de gestos que retrataban las acciones de cada parte del sistema, por ejemplo, abrir, cerrar, expulsar, explotar, encender, comprimir, reducir, dejar entrar, girar, descender, entrar. , subiendo y saliendo. En el vídeo estructura-gesto, la explicación iba acompañada de idéntica cantidad de gestos que retrataban la estructura de cada parte del sistema, por ejemplo, el cigüeñal, el cilindro, la válvula de admisión, el pistón, la bujía y el escape. válvula. En la prueba preliminar, dos visualizaciones del video dieron como resultado un rendimiento aleatorio en la prueba de conocimiento, pero cuatro visualizaciones llevaron a un nivel razonable de comprensión, por encima de la probabilidad, pero no perfecto, similar al trabajo anterior sobre el aprendizaje de entornos complejos (p. Ej., Taylor & amp Tversky, 1992 ).

La comprensión se evaluó de varias maneras: mediante preguntas sobre la estructura y la acción que podían responderse únicamente a partir del texto, mediante explicaciones visuales creadas por los estudiantes y mediante explicaciones orales creadas por los estudiantes para sus compañeros. Nos interesaron especialmente las creaciones de los estudiantes, sus explicaciones visuales y explicaciones orales porque requieren tanto entender la información como reformularla. Si ver gestos de acción crea una comprensión más profunda de la acción, quienes los vieron deberían representar más acción en sus diagramas e incluir más información de acción en sus explicaciones verbales mediante el uso de más palabras de acción y más gestos de acción. Debido a que la estructura es típicamente más fácil de aprender que la acción y debido a que ambos grupos vieron un diagrama rudimentario de la estructura, se esperaba poco o ningún beneficio al ver los gestos de la estructura.


2 métodos

2.1 Participantes

Un total de 148 participantes (80 mujeres, 67 hombres, 1 desconocido) con una edad media de 34,9 años (Dakota del Sur = 12, rango = 18–64) participaron a través de Internet. Los participantes fueron reclutados a través de Mechanical Turk (MTurk), un sitio de reclutamiento de participantes en línea. Los participantes fueron compensados ​​después de completar el estudio a través de su cuenta MTurk con una tarifa plana

4. Discusión

Esta investigación proporciona explicaciones cognitivas para un error robusto y consistente en el procesamiento de sistemas dinámicos, el fallo SF. Primero, encontramos que el formato de la pregunta puede inducir un procesamiento local o global y, por lo tanto, influir en la falla de SF. En segundo lugar, la falla de SF está relacionada con estilos de procesamiento individuales locales más que globales, y cuanto más local es el estilo de procesamiento de los participantes, más tienden a usar la heurística de correlación. En tercer lugar, al preparar a los participantes de manera procedimental para que procesen la información a nivel mundial en lugar de localmente, pueden disminuir la falla de SF.

El fracaso de SF en el formato de pregunta local de la tarea DS fue dramáticamente mayor que en el formato de pregunta global. En el formato de pregunta local, solo una minoría de participantes pudo inferir el comportamiento de la acción. Estas proporciones están muy de acuerdo, aunque más bajas que en investigaciones anteriores (Cronin et al., 2009 Sterman, 2008). La mayor parte de la investigación anterior en la tarea DS se llevó a cabo en universidades con un alto nivel de educación matemática; las proporciones más bajas pueden deberse a la población más general utilizada en el estudio actual. Cuando se destacaron las interrelaciones entre los elementos del sistema en el formato global (Fig.3), en lugar de detalles específicos de los elementos del sistema en el formato original (Fig.2), una gran proporción de participantes pudo inferir correctamente el comportamiento general del sistema. Este resultado sugiere que la falla de SF encontrada anteriormente puede atribuirse al menos en parte a la forma en que se formularon las preguntas sobre el sistema, o específicamente a cómo el formato de pregunta local puede dirigir la atención de los participantes a elementos aislados del sistema en lugar de a la estructura del sistema.

Una explicación alternativa para una mejor comprensión del sistema SF en el formato modificado es que las preguntas globales proporcionaron información más o más relevante que las preguntas locales al referirse a los “períodos de tiempo 1 a 14 (14 a 30)” o al referirse a la relación entre los flujos. Sin embargo, en primer lugar, investigaciones anteriores encontraron que el orden de las preguntas sobre los flujos (Q1 y Q2) versus el stock (Q3 y Q4) no tiene un efecto sobre la precisión de SF (Cronin et al., 2009), y además, esto la información adicional no influyó en las preguntas sobre los flujos, solo en las preguntas sobre el stock. Por lo tanto, es más probable que la diferencia en la precisión se deba a una necesidad fundamental de información estructural global para inferir el comportamiento del sistema en su conjunto. Esta conclusión está respaldada por los resultados con respecto a los estilos de procesamiento global-local y el cebado perceptual global-local.

Los procesadores globales tenían una mayor precisión de SF en la tarea DS original, en comparación con los procesadores locales. Es decir, el estilo de procesamiento del individuo estaba directamente relacionado con la falla de SF. Para el formato de pregunta global, los procesadores globales fueron solo un poco mejores que los procesadores locales, y los procesadores locales se beneficiaron desproporcionadamente del formato de pregunta global. Estos resultados sugieren que, en primer lugar, como se esperaba, los estilos de procesamiento global son beneficiosos para inferir el comportamiento general del sistema dinámico. En segundo lugar, los estilos de procesamiento global son menos beneficiosos para la comprensión de sistemas transparentes con una estructura de sistema destacada; son especialmente beneficiosos para la comprensión de sistemas no transparentes que no revelan fácilmente su estructura.

De manera similar, en el formato original que resalta los elementos aislados del sistema, los participantes no solo usaron la heurística de correlación más que en el formato global resaltando la estructura del sistema, sino que también tendieron a usar más la heurística de correlación, cuanto más local (o menos global) su estilo de procesamiento. . Es decir, mientras más personas vean los elementos de los sistemas dinámicos como estructuralmente relacionados, menos tienden a creer que la salida del sistema debería estar simplemente correlacionada linealmente con su entrada aislada (como creer erróneamente que el momento de mayor stock debería coincidir con el momento de mayor afluencia). Sin embargo, en el formato global que destaca la estructura del sistema, no existía una relación significativa entre los estilos de procesamiento individuales y el uso de la heurística de correlación, lo que implica, nuevamente, que los participantes apenas se benefician de los estilos de procesamiento global en el caso de sistemas estructuralmente transparentes.

Es importante señalar que el pensamiento correlacional puede ser un producto de nuestra mente para crear una solución económica a los sistemas dinámicos. El pensamiento correlacional puede ser una estrategia exitosa en sistemas lineales simples (como el agua hirviendo más rápido cuando subimos la temperatura asumiendo que todo lo demás es constante). Sin embargo, este tipo de pensamiento falla en sistemas dinámicos más complejos (como esperar que el corte el déficit reduciría directamente la deuda (Sterman, 2008). Así, en la mayoría de los contextos dinámicos, la única solución simple y correcta sería centrarse en la gestalt del sistema: su estructura SF.

Preparar perceptivamente a los participantes para que miren la gestalt de una pantalla visual (preparación global) aumentó su capacidad para inferir el comportamiento del sistema en una tarea SF no relacionada en comparación con preparar a los participantes para que miren los detalles de la misma pantalla (preparación local). Dado que la preparación perceptiva y la tarea de SF subsiguiente no se superpusieron en contenido, concluimos que los procesos estaban preparados: un procesamiento global de gestalts versus procesamiento local de elementos. Sin embargo, nuestros resultados también muestran que tal efecto de cebado procedimental puede ser de corta duración y estar presente solo en la tarea inmediatamente posterior a la tarea de cebado perceptual. Es decir, al menos con nuestra tarea de preparación de procedimientos, ya no se pueden lograr efectos duraderos en la comprensión de los sistemas dinámicos por parte de los participantes.

Los presentes resultados tienen implicaciones teóricas para las conexiones entre el alcance de la atención de las personas y su comprensión de los sistemas dinámicos. Se argumentó anteriormente que ampliar o reducir el alcance de la atención a las entradas perceptivas externas se logra mediante el mismo mecanismo que ampliar o reducir el alcance de la atención a las representaciones conceptuales internas (Friedman et al., 2003). Demostramos que dirigir la atención hacia gestalts o elementos de exhibiciones visuales puede afectar si el pensamiento de las personas se dirige posteriormente hacia gestalts o elementos de sistemas. Es decir, proporcionamos la primera evidencia de que el vínculo entre la atención a los estímulos externos e internos puede existir no solo para el mero alcance de la atención (es decir, si nos enfocamos de manera estrecha o amplia) sino también el nivel de atención en los constructos jerárquicos (es decir, si nos centramos en gestalts o elementos).

En resumen, estos hallazgos están en línea con nuestra suposición básica de una correspondencia entre la forma en que las personas procesan las figuras jerárquicas y la forma en que procesan los sistemas dinámicos: el procesamiento global permite percibir los elementos de un sistema como estructuralmente relacionados e inferir el comportamiento general del sistema. sistema del comportamiento de sus partes. Las personas que tienden a procesar información localmente al enfocarse en detalles específicos no comprenden el comportamiento del sistema, mientras que las personas que tienden a procesar información globalmente al observar estructuras generales tienden a comprender el comportamiento del sistema.

Con el fin de mejorar la capacidad de las personas para lidiar con sistemas dinámicos, estos resultados ofrecen una variedad de soluciones. Se podría permitir que las personas adopten perspectivas de orden superior mediante la enseñanza de estrategias de abstracción y reconocimiento de patrones. Dado nuestro resultado de que la preparación perceptiva con una tarea puramente visual afecta la capacidad de las personas para inferir el comportamiento de un sistema dinámico, también parece necesario asegurar que las tareas realizadas inmediatamente antes (o incluso durante) la interacción con un sistema dinámico no induzcan un enfoque. en detalles y elementos, pero en patrones y estructura, incluso si esas tareas no tienen ninguna relación con el contenido. Además, encontramos que resaltar las relaciones entre los elementos de un sistema mejora verbalmente la comprensión del sistema por parte de las personas. También puede resultar útil resaltar visualmente las relaciones entre los elementos agrupando los elementos constitutivos de los sistemas dinámicos de una manera que implique una estructura global. De esta manera, se podría inducir la atención sobre la estructura del sistema en lugar de sus elementos. En otras palabras, se podría inducir a mirar lo que se significa en lugar de los signos.

Sigue siendo una cuestión abierta importante, en qué medida las conexiones entre un enfoque global-local en figuras jerárquicas y sistemas dinámicos todavía se mantienen en entornos dinámicos e interactivos, ya que las figuras jerárquicas no transmiten información sobre procesos iterativos. Aunque esperamos que un enfoque global en las relaciones entre elementos siga siendo beneficioso para inferir el comportamiento del sistema, esto debe decidirlo la investigación futura.

Aunque precisión SF para procesadores globales (M = .24) fue tres veces mayor que para los procesadores locales (M = .08) en la tarea de DS local, las tasas de solución aún eran bastante bajas en números absolutos. Por lo tanto, podría resultar fructífero investigar cómo incluso muchas personas con una tendencia a procesar información a nivel mundial pueden extraviarse cuando el formato de la tarea resalta elementos aislados del sistema. Usando el seguimiento ocular, por ejemplo, uno podría revelar cómo cambia el enfoque perceptivo de los participantes en función del formato de la tarea y el tiempo en la tarea de tal manera que los estilos de procesamiento preexistentes cambian al interactuar con un sistema formateado global versus local. Al combinar este enfoque con tareas diferentes y distintas de las que usamos, también se podría investigar cómo algunas personas podrían incluso adaptar sus estilos de procesamiento para alinearlos con los requisitos específicos de la tarea. La evaluación de los tiempos de reacción también podría ser un enfoque valioso para probar heurísticas alternativas. Por ejemplo, en la tarea de DS con formato global, aunque el uso de la heurística de correlación se redujo significativamente, algunas personas aún pueden usar un enfoque heurístico alternativo al asociar la línea respectiva en la parte superior con una opción de respuesta debido a la similitud semántica, como "ingresar" con "aumentando" y "saliendo" con "disminuyendo". Por lo tanto, nuestra comprensión de las estrategias cognitivas utilizadas podría aumentar aún más con los tiempos de reacción porque se espera una distribución del tiempo de respuesta bimodal si hay un subconjunto de participantes que utilizan un enfoque heurístico para resolver incluso sistemas con formato global.

Introdujimos el procesamiento global-local como una explicación cognitiva fundamental de cómo las personas lidian con la complejidad dinámica y por qué tantas fallan incluso en su forma más simplista: los sistemas SF que contienen una entrada, una salida y un stock. Nuestros resultados convergen en la conclusión de que los participantes menos exitosos abordan los problemas de SF de manera local enfocándose en los elementos del sistema, mientras que los participantes exitosos los abordan de manera global enfocándose en la estructura del sistema, su gestalt emergente. Como se dijo al principio, los sistemas SF en sí mismos pueden verse como bloques de construcción: como los elementos de sistemas más complejos constituidos por varios subsistemas SF. Parece razonable especular que una perspectiva global debería ser incluso más beneficiosa para la comprensión de sistemas más complejos que para el sistema básico que usamos. Los sistemas que contienen muchos subsistemas que interactúan difícilmente pueden ser regulados usando estrategias analíticas debido a las limitadas capacidades cognitivas y porque la información de la vida real es en su mayoría confusa. El procesamiento global puede permitirnos imaginar los sistemas circundantes en su forma más económica y reconocer las regularidades estructurales básicas en un mundo dinámico.

.75 Los participantes estaban restringidos a direcciones IP de EE. UU. Y habían completado al menos la escuela secundaria.El 33% tenía un título universitario de 4 años en una variedad de campos diferentes, siendo los grupos más grandes Negocios (10%), Psicología (7%) e Inglés. (3%).

2.2 Materiales

La principal variable dependiente en todas las hipótesis fue la precisión SF en la tarea DS original.

El formato de la pregunta se manipuló en la tarea DS. El original, local El formato de la tarea DS (Fig.2) se comparó con un formato modificado, global formato (Fig.3). Tenga en cuenta que en ambos formatos, los cálculos son innecesarios: solo hay que entender que la cantidad de personas dentro de la tienda aumenta siempre que la cantidad de personas que ingresan sea mayor que la cantidad de personas que se van. Por lo tanto, se puede inferir directamente del gráfico que la mayoría de las personas están adentro en el minuto 13 (ver Cronin et al., 2009). Ambos formatos utilizaron exactamente la misma introducción y gráfico. Eliminamos la opción de marcar "no se puede determinar" en ambos formatos, ya que en investigaciones anteriores este suele ser el segundo error más común después de la heurística de correlación (Cronin et al., 2009). En cambio, las escalas Likert de 7 puntos evaluaron la confianza subjetiva en cada respuesta: ¿Qué confianza tiene en su respuesta? 0 = No estoy seguro en absoluto y 7 = muy confiado.

Para medir los estilos de procesamiento global-local individuales, usamos la tarea Kimchi-Palmer-Figures (Kimchi & Palmer, 1982) que consiste en triángulos y cuadrados formados por triángulos y cuadrados más pequeños. Para cada uno de los 16 ensayos, los participantes indicaron si una figura objetivo (por ejemplo, un triángulo global hecho de cuadrados locales) era más similar a una figura de muestra que coincidía con su forma global o local (Fig.4). La visualización de las cifras se compensó con respecto a la coincidencia global (local) que aparece a la izquierda (derecha). Se realizaron calificaciones medias para cada participante, que van desde 0 (estilo de procesamiento completamente local) a 1 (estilo de procesamiento completamente global).

Para preparar a los participantes procedimentalmente (global frente a local frente a control), una tarea de mapas similar a Friedman et al. (2003) .1 1 Realizamos un estudio piloto para evaluar la eficacia de la tarea de preparación del procedimiento con participantes en línea (norte = 204). Se usó exactamente el mismo cebado perceptual a través de la tarea de mapas para evaluar la comprensión del sistema dinámico, usamos una tarea que era estructuralmente equivalente a la tarea de DS local con un contexto diferente (suscriptores y canceladores de una revista). Descubrimos que el razonamiento SF mejoró marginalmente después de global (METRO = .09, Dakota del Sur = .25) en comparación con el cebado local (METRO = .04, Dakota del Sur = .15), t = 1.4. pag = .08.
Una diferencia crucial es que la instrucción utilizada por Friedman et al. fue diseñado para manipular el alcance de la atención, mientras que la instrucción en el presente estudio fue diseñada para manipular un enfoque en los detalles versus la gestalt de la pantalla. Para cada uno de los siete ensayos, se presentó un mapa de estado en la pantalla (Fig. 5). El foco de atención se varió a través de diferentes instrucciones: se instruyó al grupo global para que observara el estado respectivo en su totalidad y describiera la forma general de todo el estado. Se ordenó al grupo local que se ocupara únicamente de la capital respectiva y que describiera la ubicación exacta de esa ciudad específica. Se le pidió al grupo de control que pensara en un elemento que caracterice al estado y que nombrara ese elemento. Las instrucciones de control se eligieron para no influir en los estilos de procesamiento preexistentes. Para las tres condiciones, las descripciones respectivas (forma general versus ubicación específica versus elemento) se dieron mientras el mapa aún se presentaba en la pantalla. Al presionar enter, se mostró el siguiente mapa.

2.3 Procedimiento

A los participantes se les dijo que iban a participar en dos tareas, una sobre percepción visual y otra sobre toma de decisiones. Se les dijo que el estudio tomaría aprox. 10 minutos y que debía completarse en una sola sesión. Los participantes primero completaron uno de los tres tratamientos de sensibilización perceptual entre sujetos asignados aleatoriamente con la tarea de mapas. En segundo lugar, los participantes respondieron la tarea de DS intra-sujetos en los formatos original (local) y modificado (global). Para controlar los posibles efectos de orden, las tareas de DS con formato global y local se presentaron en orden aleatorio. En tercer lugar, el estilo de procesamiento global-local individual se midió con la tarea Kimchi-Palmer-Figures.


Ver el vídeo: Dynamical Systems in Neuroscience 01: What is a Dynamical System Anyway? (Mayo 2022).