Ciencia con espiral de limón

Science with a (lemon) twist
BLOG EN RECESO TEMPORAL
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jueves, 15 de diciembre de 2011

“Leer la mente”: las aventuras de un filólogo en las ciencias cognitivas

En esta ocasión el blog de la espiral de limón da un giro diferente para comentar el nuevo libro de Jorge Volpi: “Leer la mente” publicado por Alfaguara. En dicho libro, el autor nos presenta un ensayo científico-literario sobre la relación entre el cerebro y el arte de la ficción. El libro es una interesante primera aproximación a un tema que bien vale la pena seguir explorando, donde encontramos propuestas acertadas así como recursos literarios entremezclados en el texto con gracia. Sin embargo, el tema es escabroso y era difícil salir airado.
 
Para explicar “cómo funciona nuestro cerebro a la hora de crear y apreciar ficciones literarias” Jorge esboza algunos de los conocimientos actuales sobre conciencia, memoria, inteligencia y percepción a lo largo de varios capítulos, durante los cuales es recurrente el tema de los memes y las neuronas espejo.
La idea de los memes es tal vez demasiado recurrente en su libro. Lo anterior lo digo no solo porque no me creo completo el cuento (¿o la ficción?) de los memes, si no porque al ignorar otras propuestas del área de la evolución cultural el texto mismo pierde la oportunidad de contar con una riqueza mayor.
En “Leer la mente” hay también una inclinación muy marcada a atribuir muchas de las virtudes de nuestro cerebro a las neuronas espejo. Lo cual no es una propuesta necesariamente errónea, pero que si requiere de una fundamentación más amplia para lograr que sus propuestas al respecto sean transmitidas con mayor claridad. Por otro lado, las neuronas espejo son no solo un tema relativamente reciente y de moda en las ciencias cognitivas, si no también (o quizá en consecuencia) un tema sujeto a amplios debates y discusiones (ver una excelente muestra al respecto aquí).
Lo que Jorge llama ficción merece sin duda un análisis detallado y cuidadoso, por lo que cualquier intento de entender la mente y, en este caso, cómo las diversas formas de arte son interpretadas e (incluso) disfrutadas es sin duda deseable y esperado.
En el capítulo tres, que aborda temas relativos a la conciencia, la inteligencia y la percepción, Jorge nos comparte un sabroso resumen sobre algunos aspectos de dichos temas aunque, para mi gusto, se queda corto al ligarlos con la ficción.
En el capítulo cuatro, sobre la memoria, Jorge concluye acertadamente que la ficción se nutre de la memoria y las experiencias de los autores y en consecuencia la literatura se transforma en un “testimonio inigualable de nuestro paso por la Tierra” y es un “prodigioso sustento de la memoria”. Ya otros autores han señalado la importancia de las historias (storytelling) en la evolución de procesos culturales.
Sin embargo, hay tres temas fundamentales en el entendimiento de la ficción que fueron prácticamente ignorados en la propuesta: el lenguaje, la cultura y la teoría de la mente. Roza apenas dichos temas y su importancia cuando, por ejemplo, afirma que “nosotros hemos perfeccionado una habilidad sin igual para imitarnos y “leer” las mentes de nuestros congéneres (teoría de la mente). Y, por encima de todo, el Homo sapiens desarrolló la imaginación simbólica (representación simbólica, en realidad, posible en parte gracias al lenguaje) – y con ello trastocó para siempre su propia estructura cerebral”.
En el capítulo cinco, sin embargo, Jorge parece reducir el lenguaje a la mera imitación de sonidos y de los movimientos de los labios y la boca, o al producto de las neuronas espejo; cuando el lenguaje es un rico e impresionante producto evolutivo (ver por ejemplo “The symbolic species” de Terrence Deacon).
La incorporación del tema del lenguaje, la teoría de la mente y la cultura eran indispensables para entrelazar ciencia y literatura (como sugiere la contraportada) e incluso para sustentar una brillante metáfora que Jorge nos comparte: “el yo es una novela que escribimos, muy lentamente, en colaboración con los demás”. También hubiera sido deseable que nos contara un poco acerca de nuestro tremendo lóbulo frontal, seguro que en él radican muchos secretos respecto a nuestro gusto por la ficción.
Otro asunto que me causó comezón al leer el libro es la propuesta de que “la ficción literaria debe ser considerada una adaptación evolutiva que, animada por un juego cooperativo, nos permite evaluar nuestra conducta en situaciones futuras, conservar la memoria individual y colectiva, comprender y ordenar los hechos a través de secuencias narrativas y, en ultima instancia, introducirnos en las vidas de los otros, anticipar sus reacciones y descifrar su voluntad y sus deseos”. Causa comezón porque, desde el punto de vista de una bióloga, confunde la gimnasia con la magnesia y considera como adaptación un fenómeno que es el resultado –de una forma poco clara todavía- de otros fenómenos que sí pueden ser considerados como adaptaciones: el lenguaje, la teoría de la mente, y algunos aspectos de la cultura que además son (hasta donde hemos podido comprobar) características exclusivamente humanas.
Por otro lado, algunos procesos biológicos básicos y comunes a muchas especies –incluso de invertebrados- son presentados como peculiaridades del cerebro humano, lo cual es un desafortunado error. Algunos conceptos biológicos y cognitivos no están adecuadamente aplicados y/o descritos; un biólogo editor era indispensable para darle una pulida al ensayo. Sin embargo, si el ensayo fue escrito para colocarse en el estante de la ficción o la ciencia ficción, no he dicho nada.
Como bióloga interesada en los temas cognitivos me hubiera gustado un ensayo más amplio ya que la exposición de propuestas quedó corta en los temas fundamentales, sobre los cuales además sabemos poco y siguen en constante debate. Es decir, el tema daba para descoserse y filosofar a placer planteando propuestas arriesgadas, eso si, con su debido fundamento.
En relación con el párrafo anterior, el discurso a veces demasiado afirmativo de Jorge contrasta con aquel propio de la ciencia, sobre todo el de las ciencias cognitivas donde los hallazgos no son (en muchos casos) hechos irrefutables, sino sugerencias, meras propuestas que son puestas sobre la mesa.
Lo aquí expresado no quita que el libro de Jorge también tenga partes claras y bien expuestas con anécdotas entretenidas y datos interesantes. De particular interés son el primero, el segundo y el último capítulo. En el primero su recreación de (un probable) origen de la ficción en un Homo cavernario es muy divertida, en el segundo capítulo su exposición sobre algunas de las ideas de Hofstadter es agradable y clara, y en el último capítulo Jorge comparte las motivaciones y razones por las que escribe, lo cual es muy ilustrativo.
Por último, es loable la propuesta de Jorge de señalarnos el lado humano y enriquecedor de nuestra afición por la ficción literaria, y termino esta entrada con un bonito fragmento al respecto: “…en las novelas y en los relatos (y en los poemas) se cifra una de las mayores conquistas de nuestra especie: la posibilidad de experimentar en carne propia, sin ningún límite, todas las variedades de la experiencia humana. La libertad de la ficción es siempre la medida de nuestra libertad individual”. En ese sentido, la ficción, sin duda, nos ayuda a ser humanos.

jueves, 25 de noviembre de 2010

Cría cuervos y se volverán genios

Durante los últimos años los cuervos le han dado otro significado al concepto de “cabeza de chorlito” ya que nos han demostrado que se puede tener cerebro de ave y aún así sorprendernos con sus habilidades.
Los córvidos, familia a la que pertenecen los cascanueces, las urracas, los arrendajos y los cuervos entre otros, ya son famosos por sus innovadoras conductas, su cerebros grandes, su uso de herramientas y en general por su inteligencia (ver otros ejemplos aquí y aquí). Los cuervos de Nueva Caledonia (Corvus moneduloides), en particular, han demostrado sorprendentes habilidades en el uso de herramientas. Dichas habilidades resultan extraordinarias no sólo dentro del mundo animal (no humano), si no incluso comparados con los primates, los reyes del uso de herramientas. 
Cuervo. Imagen tomada de aquí.
Por ejemplo, en algunos experimentos los cuervos no solo utilizan pedazos de alambre para extraer jugosos gusanos escondidos en un tubo si no que doblan un extremo de dicho alambre para poder extraerlos más fácilmente. Algunos autores han incluso sugerido que su habilidad para usar herramientas demuestra que estas obscuras aves son capaces de razonamiento inductivo. Es decir, pueden establecer relaciones causales entre eventos y de esta manera ser capaces de resolver problemas que requieran, por ejemplo, la ejecución de acciones en secuencia. También, en el mundo ornitológico se habla mucho acerca de sus considerablemente grandes cerebros. 
Cuervo usando herramientas. Imagen de Jonathon Rosen.

En otras especies, como primates y ungulados, se ha visto que el tamaño del cerebro se relaciona con el tamaño de grupo y con la presencia de habilidades cognitivas complejas, como la habilidad de clasificar de forma jerárquica. De acuerdo con la hipótesis del cerebro social las presiones a las que se enfrentan los animales sociales podrían haber propiciado la evolución de mentes flexibles e inteligentes.
Sin embargo, en el mundo de las aves no se ha encontrado una relación clara entre el tamaño del cerebro y la socialidad. Otros autores como Richard W Byrne y Andrew Whiten han sugerido que la calidad y el tipo de relaciones pueden predecir la “inteligencia” de mejor manera que el tamaño de grupo.
A pesar de todos los detalles respecto a sus habilidades, hasta hace poco no se conocía con detalle la estructura social de los cuervos de Nueva Caledonia. Para remediar esto Jenny Holzhaider de la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda se dio a la tarea de estudiar durante 4 años -como parte de su tesis de doctorado- la vida social de un grupo de cuervos en la isla de Maré en Nueva Caledonia. Algunos de los resultados de su tesis fueron publicados hace unas semanas en la versión en línea de la revista Animal Behaviour.
Para su tesis, Jenny y otros colaboradores colocaron mesas de alimentación con agujeros verticales dentro de los que había pedazos de carne que solo podían ser extraídos con alguna herramienta, por ejemplo, una varita de largo y ancho apropiados. Cerca de dichas mesas colocaron árboles de Pandanus para que los cuervos pudieran obtener de ahí sus “herramientas”.
Dado que identificaron individualmente a los cuervos con banditas de colores en sus patas Jenny y su equipo pudieron saber quiénes se asociaban con quiénes en los sitios de alimentación. También, colocaron radiotransmisores en algunos de ellos para conocer su posición fuera de las mesas de alimentación.

Sorprendentemente, sus resultados demostraron que los cuervos de Nueva Caledonia no son especies altamente sociables. De hecho, dichos cuervos parecen preferir las unidades familiares pequeñas: la pareja y las crías. Además, las crías permanecen cercanamente asociadas a sus padres durante el primer año de vida e incluso durante más tiempo, período durante el cual los padres pueden incluso proveer de alimento a las negras y apegadas crías.
Estos cuervos parecen ser aves muy relajadas: no parecen defender sus territorios y los adultos toleran a los juveniles pertenecientes a otras familias. Durante el estudio de Jenny los observadores rara vez presenciaron interacciones agresivas. Esto podría deberse a la existencia de jerarquías sociales con las que de alguna manera los conflictos pueden ser amortiguados.
El hecho de que el cuidado parental sea tan largo distingue a los cuervos de Nueva Caledonia de otras especies de córvidos. La ventaja de contar con la prolongada ayuda y protección de los padres es que permite a las crías aprender técnicas de extracción de alimento, particularmente en zonas donde la comida no es fácilmente accesible.
Acorde con la hipótesis de la inteligencia técnica, propuesta por Richard W Byrne y Andrew Whiten, los retos que podría imponer la extracción de alimento explicarían las desarrolladas habilidades cognitivas y el grado de encefalización en esta especie de cuervos tropicales.
Interesantemente, dicha hipótesis fue originalmente propuesta para explicar la diferencia entre el tamaño de cerebro entre homínidos y otros primates. Los autores de la misma la sugirieron en su momento como un complemento a la hipótesis del cerebro social, no como un sustituto. En consecuencia, los autores propusieron que la competencia social y la tecnológica (uso de herramientas) actuaron de manera conjunta para favorecer la evolución de un incremento en el tamaño del cerebro y, por tanto, del grado de inteligencia.
De acuerdo con Jenny y su equipo, dos aspectos de la vida social de los cuervos de Nueva Caledonia son consistentes con la hipótesis mencionada en los párrafos anteriores. Primero, las relaciones sociales de calidad están restringidas a la familia inmediata. Segundo, los padres facilitan la adquisición de habilidades en sus crías mediante la interacción continua durante un periodo prolongado de tiempo.
Esto último promueve la transmisión vertical (de padres a hijos, o de una generación a otra) de las habilidades en el uso de herramientas. La transmisión vertical es considerada como crucial para la transmisión fidedigna de las innovaciones tecnológicas.
Por otro lado, una fuerte tolerancia entre individuos también se ha planteado como un factor clave en la evolución de la tecnología en homínidos. La cercanía entre individuos y la tolerancia permiten que las nuevas generaciones puedan observar con detalle las conductas de otros, particularmente cuando se trata de observar el uso y/o elaboración de herramientas. Como se mencionó con anterioridad, la tolerancia social fue también un detalle que se observó en los cuervos del estudio de Jenny.
En otro tenor de ideas, el hecho de que los cuervos de Nueva Caledonia establezcan relaciones sociales cercanas y a largo plazo es consistente con la idea de que, desde el punto de vista cognitivo, la calidad de las relaciones en las aves (o por lo menos en algunas) podría ser un factor más importante que la cantidad de relaciones en la evolución de la inteligencia aviar.
En resumen, en los cuervos de Nueva Caledonia las redes sociales pequeñas, el cuidado parental prolongado y la existencia de relaciones sociales de calidad son factores sociales que pudieran estar asociados con las impresionantes habilidades en el uso de herramientas y con la evolución de sus habilidades cognitivas. En el mundo de los cuervos de Nueva Caledonia, si crías cuervos se vuelven genios.



"Cuervo sofisticado: ¿puedo usar tu lijadora orbital amigo?"
Sydney Morning Herald 20-1-1996.

Artículo de referencia:

ResearchBlogging.org
Holzhaider, J., Sibley, M., Taylor, A., Singh, P., Gray, R., & Hunt, G. (2010). The social structure of New Caledonian crows Animal Behaviour DOI: 10.1016/j.anbehav.2010.09.015

sábado, 5 de junio de 2010

¿Nos hemos visto antes?: Los desafíos de la vida social de los gelada

Como todos hemos experimentado en algún momento de nuestras vidas, la vida social tiene sus complicaciones. Los humanos sabemos bien las ventajas que puede llegar a tener el poder reconocer a alguien con el que ya habíamos interactuado y lo incómodo que puede resultar no poder hacerlo.

El reconocer a otros miembros de un grupo social tiene sus ventajas. En los primates –y en otros mamíferos sociales- la cooperación solo puede incrementarse cuando un par de individuos se reconocen y, por tanto, pueden tener una idea de cómo han sido las interacciones pasadas y los beneficios que han obtenido de ellas.

Según la hipótesis de la complejidad social, la sociabilidad podría haber constituido una importante presión selectiva en la evolución de capacidades cognitivas mayores. En apoyo a dicha hipótesis se ha encontrado que, en varios grupos animales, una mayor sociabilidad está relacionada con un tamaño cerebral mayor (hipótesis del cerebro social) y que en muchas especies sociales los individuos tienen habilidades cognitivas muy sofisticadas (como por ejemplo, la capacidad de clasificar de forma jerárquica).

Uno de los tipos de conocimiento social mejor documentados es el reconocimiento individual. Se ha visto que en algunos primates cercopitecos, como los monos vervet (Chlorocebus pygerythrus), los individuos responden a las vocalizaciones de alarma de solo algunos individuos quienes, presumiblemente, tienen más experiencia identificando depredadores y por lo tanto, son más confiables. También, se ha encontrado que existe reconocimiento individual en hormigas que tienen jerarquías de dominancia y que está ausente en especies donde no existen jerarquías.

Sin embargo, para entender bien los alcances de la hipótesis de la complejidad social es aún necesario contar con más información respecto a, por ejemplo, el tipo de información social con la que los animales sociales cuentan, cómo es que la utilizan y cuál es la variación dentro y entre especies. De hecho, de acuerdo con dicha hipótesis, si la vida social impone realmente un desafío sería posible encontrar diferencias incluso entre individuos de una misma especie y un mismo grupo social.

Recientemente, Thore J. Bergman de la Universidad de Michigan encontró que entre los machos gelada (Theropithecus gelada) la vida social efectivamente impone un desafío. Su estudio fue publicado en la revista Proceedings of the Royal Society:B. Lo que él encontró fue que, dentro de una manada, los machos solo podían reconocer a una proporción del resto de los machos ¿Qué significa esto?.

Grupo de gelada en Etiopía. Fotografía de BluesyPete tomada de Wikimedia Commons.

Bueno, pues los gelada son una especie de primates que viven en sociedades multinivel cuyo estrato principal son las “unidades de un macho”. Las unidades de un macho están compuestas por un macho líder, uno o más machos “seguidores”, varias hembras adultas y sus crías. En ocasiones es posible observar “equipos” constituidos por varias unidades de un macho. Se cree que estos equipos se forman cuando las unidades de un macho se dividen o fisionan.

Existen también “grupos de machos solteros” quienes eventualmente podrían establecer su propia unidad de un macho. Mientras lo anterior ocurre, merodean alrededor de las unidades de un macho, que es donde se encuentran las hembras. Por lo tanto, cuando algún soltero se acerca a las unidades de un macho, estos últimos se muestran agitados y vigilan con cuidado los pasos del macho soltero.

Varias unidades de un macho que comparten cierto espacio y que frecuentemente entran en contacto componen una “banda”. Cuando varias bandas se reúnen e interactúan en un mismo espacio forman una “manada”. Una manada puede congregar a varios cientos de individuos. Entonces, la organización social de los gelada se vería más o menos así:

Diagrama elaborado por Guillermina Echeverría-Lozano.

Lo que Bergman hizo para estudiar el reconocimiento individual en estos monos fue utilizar grabaciones de un tipo particular de gruñidos que son armónicamente ricos y con los que es posible identificar a los emisores de forma individual (grunts en inglés). Estos gruñidos fueron reproducidos a un macho líder (receptor) por medio de un reproductor de sonido escondido detrás de algún arbusto o roca a menos de siete metros de distancia. Los gruñidos reproducidos correspondían a los de otro macho líder (emisor). Es decir, lo que se hizo fue simular que un macho líder se estaba aproximando a otro macho líder, quien fue observado y cuyas reacciones fueron registradas por Bergman.

Entonces lo que el autor del estudio conjeturó fue que los machos responderían con mayor intensidad cuando el emisor de los gruñidos fuera desconocido, por ejemplo, mirando por mayor tiempo en dirección del aparato reproductor. Por otro lado, responderían de forma más débil cuando la grabación correspondiera a un macho al que conocieran, por ejemplo, mirando durante menos tiempo hacia la localización del reproductor o no demostrando ningún tipo de reacción.

Bergman también calculó el “nivel de sobrelape” que un par de machos tuviera. Es decir, el número de días que el macho receptor y el emisor hubieran estado presentes en un dormitorio en particular (zonas específicas donde el grupo pasa la noche) en relación con el número de días en que el receptor hubiera estado en dicho dormitorio.

El resultado fue que los machos solo fueron capaces de reconocer los gruñidos de otros machos cuando estos tenían un nivel de sobrelape máximo. En particular, solo reconocieron a otros machos de su unidad y probablemente a aquellos del mismo equipo. El reconocimiento no fue evidente más allá de la unidad.

Este sorprendente resultado contrasta con lo que se ha encontrado en otros grupos de primates, como los babuinos, donde los miembros de un grupo son capaces de reconocer a aquellos individuos con los que regularmente se encuentran. Bergman propone dos alternativas al respecto: o los machos gelada son incapaces de reconocer a los otros machos –es decir, hay un conocimiento social ausente- o bien, carecen de motivación para hacerlo.

Lo último bien podría ser el caso considerando que los machos gelada –a diferencia de los babuinos- no se encuentran en constante competencia entre ellos y carecen de relaciones de dominancia consistentes. Es decir, podrían tener la capacidad cognitiva para lograrlo, pero no tener la motivación necesaria o la presión social para hacerlo.

Uno de los aspectos más interesantes del estudio es el hecho de que si los gelada son incapaces de reconocer a más de 20 ó 30 individuos esto sugeriría que, en efecto, el llevar un registro de la información social puede ser cognitivamente demandante. Es decir, llevar un registro de quién es quién constituye un desafío en los individuos de especies sociales.

No obstante, es posible que otros individuos sí tengan la motivación para reconocer a otros miembros del grupo. Los machos solteros, por ejemplo, podrían beneficiarse si tuvieran un mayor conocimiento social respecto a los machos líder que pudieran desbancar, el número de hembras presentes en cada unidad, la condición física del macho líder e incluso la fortaleza de las relaciones sociales entre el macho líder y las hembras de su unidad. Actualmente Bergman se encuentra diseñando experimentos que le proporcionen información respecto al conocimiento social de los machos solteros.

Si lo anterior resultara cierto, sugeriría que los animales silvestres –como los gelada- serían capaces de optimizar su conocimiento social ignorando parte de la información disponible y concentrándose en aquella que les pudiera traer beneficios. Tendremos que esperar un poquito más para que Bergman –o algún otro investigador- nos cuente la siguiente parte de la historia.

En un plano más cercano, sería también interesante saber de qué tipo de información social llevamos registro los humanos, así como la motivación que tenemos para ello.

Artículo de referencia:
ResearchBlogging.org
Bergman, T. (2010). Experimental evidence for limited vocal recognition in a wild primate: implications for the social complexity hypothesis Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences DOI: 10.1098/rspb.2010.0580