El problema de los analizadores y transductores neuro-mentales: Una aproximación conceptual a un programa de investigación en neuro psicología cognitiva Dra. Susana Azzollini Lic. Federico González Facultad de Psicología (UBA)

I - Introducción El objeto de este trabajo es analizar el problema de lo que se denominarán analizadores (o decodificadores) y transductores neuro-mentales. El trabajo presenta un carácter teórico y, dentro de esta categoría, posee un énfasis eminentemente especulativo. No obstante, se consideran datos provenientes de líneas actuales de investigaciones en neurociencia. El trabajo podría filiarse también dentro del marco de la neurofilosofía, una moderna rama de la filosofía inaugurada por la neuro-filósofa Patricia Churchland en cuyo programa de investigación se aspira a reducir el marco de la psicología subjetiva en pos de una neurociencia objetiva. No obstante, resultaría más pertinente adscribirlo dentro de la neuropsicología cognitiva, y -más precisamente- dentro de la neurofenomenología, disciplina reciente postulada por Bennet y Hacker cuyo programa de investigación aspira a realizar una síntesis sinérgica entre fenomenología y neurociencia. Desde otro ángulo, el trabajo puede también situarse dentro de la Prospectiva Futurista, una disciplina que especula sobre el futuro a efectos generar hipótesis de valor heurístico para encauzar el abordaje presente y/o de mediano y largo plazo de un problema teórico con implicancias empíricas y técnicas futuras.

II - Tecnologías de mapeo cerebral

La tecnología PET y las “imágenes de la mente” La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) es una técnica no invasiva de diagnóstico e investigación por imagen capaz de medir la actividad metabólica de los diferentes tejidos del cuerpo humano, especialmente del sistema nervioso central. Se basa en detectar y analizar la distribución que adopta en el interior del cuerpo un radioisótopo administrado a través de una inyección.

La tecnología fRMI y las “imágenes de la mente” La imagen por Resonancia Magnética Funcional (IRMf) es un procedimiento clínico y de investigación que permite mostrar en imágenes las regiones cerebrales que ejecutan una tarea determinada. En inglés suele abreviarse fMRI (por functional magnetic resonance imaging). El procedimiento se realiza en el mismo resonador utilizado para los exámenes de diagnóstico, pero con modificaciones especiales del software y del hardware. Para realizar una IRMf no se requiere inyecciones de substancia alguna.

Algunas aplicaciones de fRMI Función motora (mano, pie, boca, ojos, cara) Función visual (luz destellante, formas, colores, movimiento, formas complejas) Función auditiva (tonos, música, sonidos naturales, percepción estereofónica, localización del sonido, diferenciación de fondo) Funciones sensorial es varias (dolor, sensibilidad superficial, sensación térmica, sensibilidad profunda, reconocimiento de formas por el tacto, vibración, gusto, olfato) Lenguaje expresivo (capacidad de hablar) Lenguaje receptivo (comprensión) Memoria de corto término (reciente) Memoria de lugares, Reconocimiento de rostros Operaciones matemáticas Detección de mentiras.

III – Analizadores y Transductores Mentales

Una muestra asistemática del vasto universo de los analizadores y transductores neuro-mentales (y de otras modalidades neuro-mentales emparentadas) Imágenes cerebrales a través de técnicas PET y fRMI Biochips neurales Neuroprótesis implantes neurales interfaces cerebrales Interfaces cerebro-máquina Bio-memorias sintéticas “Inyecciones” informacionales Transplantes cerebrales Trasvasamientos mentales

Esbozo de un ordenamiento de las funciones de análisis y transducción mental Cumplirían una función de analizador neuro-mental (neuroimágenes cerebrales) Involucrarían un proceso de codificación neuro-mental (bio-memorias sintéticas, memorias neurales implantadas, “inyecciones” informacionales) Involucrarían un proceso de codificación neuro-motora (interfaces cerebrales) Podrían asumir tanto una modalidad de analizador como de codificador, dependiendo de cuál sea su función específica (biochips neurales, implantes neurales, neuroprótesis) Involucran algún componente artificial externo que se acoplaría al sistema cerebral y/o a receptores sensoriales o a efectores físicos (interfaces cerebro-máquina) En rigor, representan casos particulares tanto de a, b ó c. Refieren a un proceso global de transferencia operacionalazable a nivel físico (transplantes cerebrales) o informacional (trasvasamientos neuro-mentales)

El concepto de analizador y transductor neuro-mental en el presente contexto: precisiones terminológicas Definición: Un analizador-transductor mental es cualquier sistema capaz de decodificar un estado mental para luego poder reproducirlo en un formato que presente un isomorfismo experiencial con el estado real de origen. Se entiende por Isomorfismo experiencial a la posibilidad de que un observador pueda, razonablemente, recrear aspectos sustantivos de la experiencia subjetiva de origen.

Alcances y delimitaciones: del concepto de analizador-transductor neuro-mental En un sentido estricto, un analizador-transductor mental no refiere a sistemas que permite determinar un estado mental a través de identificar una señal o trazo físico empíricamente correlacionado con ese estado mental. Tal definición deja entonces por fuera a toda la tecnología de mapeo cerebral a través de escáneres PET , fRMI o afines, en la medida en que el producto final resultante (i.e. las neuroimágenes) no presentan un isomorfismo experiencial con el estado mental identificado. También (y por las mismas razones) quedarían por fuera tecnologías tales como los detectores de mentiras y eventuales sistemas multidimensionales basados en correlaciones entre concomitantes somáticos y/o neurales empíricamente correlacionados con estados mentales. Ejemplos prototípicos: La máquina lectora del pensamiento La máquina reproductora de los sueños

IV – Variaciones alrededor del concepto de lector del pensamiento

Algunas versiones posibles del “lector del pensamiento” Teoría de la mente / Folk Psychology Comunicación empática Desentrañamiento hermenéutico / interpretativo Detectores de mentiras clásico Detectores de mentiras EEG Detectores de mentiras fRMI Detector de expresiones faciales Detector de patrones simples mentalizados Detector interactivo de patrones complejos Detector de lenguaje interior subvocal: En tarea de lectura En tarea evocativa mental En tarea de escritura Filmador del sueño Detector universal de la experiencia conciente Comunicación telepática Scanner mental generalizado

Denominación de lector Posibles “lectores del pensamiento” que satisfacerían la definición de analizadores / Transductores mentales (a) Denominación de lector Descripción Detector de patrones simples percibidos El sujeto experimental ve (o piensa) en un patrón representacional simple y pretederminado (Vg. Un triángulo). Un sistema fRMI detecta el correlato neural asociado y envía a un monitor la señal amplificada correspondiente al patrón. Detector de patrones complejos El sujeto experimental ve (o piensa) en un patrón representacional complejo y pretederminado (Vg. Un árbol). Un sistema fRMI detecta el correlato neural asociado y envía a un monitor la señal amplificada correspondiente al patrón. Detector interactivo de patrones complejos El sujeto experimental piensa en un patrón representacional complejo y no pretederminado (Vg. automóvil). Un sistema fRMI detecta el correlato neural asociado y envía una señal amplificada por un monitor. El sujeto ofrece un feeback al sistema de acuerdo al grado de concordancia entre la imagen pensada y la mostrada. Una red neural computa los ajustes necesarios. La secuencia se repite hasta que se produce una correspondencia entre ambas imágenes. Detector de lenguaje interior subvocal: El sujeto emite un pensamiento en lenguaje subvocal interior , ya sea a través de la lectura de un texto, sin texto o bajo una situación de escritura. Un sistema fRMI detecta el correlato neural asociado y envía a un monitor la señal amplificada en forma de texto.

Denominación de lector Posibles “lectores del pensamiento” que satisfacerían la definición de analizadores / Transductores mentales Denominación de lector Descripción Filmador del sueño Un sistema fRMI o similar monitorea el período REM del sueño de un sujeto Una interfaz amplifica las señales neurales asociadas en un monitor. Detector universal de la experiencia conciente Un sistema fRMI o similar monitorea la actividad vigil conciente de un sujeto bajo diferentes situaciones: pensamiento con ojos cerrados, situación de relajación con ojos abiertos, conversación, etc. Una interfaz amplifica las señales neurales asociadas en un monitor que incluye texto e imágenes. Scanner mental generalizado Un sistema fRMI o similar monitorea la actividad vigil conciente de un momento dado. Un segundo sistema, que actuaría a otro nivel, monitorea los estados cerebrales portadores de información mental no concientes del mismo sujeto durante el mismo período. Una interfaz 1 muestra la actividad conciente. Una interfaz 2 muestra la actividad no coenciente.

                                      Experimento de Yukiyasu Kamitanise sobre reconocimiento de patrones visuales simples El sistema interpreta la imagen pensada y la visualiza El experimento: Se mostró a dos participantes 440 imágenes en blanco y negro con una resolución de 10 x 10 pixeles cada una, durante 12 segundos, mientras se grababan datos de los patrones cerebrales generados al ver dichas imágenes. Se midieron las diferencias en los patrones de actividad cerebral de las cortezas visuales de ambas personas con el escáner fMRI. Luego, se subdividieron las imágenes y volvieron a registrarse los patrones de reconocimiento de cada sujeto. Acto seguido, se midieron las cortezas visuales de los participantes, mientras éstos observaban las imágenes de una palabra (‘neuron’) y de cinco figuras geométricas, como un cuadrado y una cruz. Finalmente, en base a los patrones cerebrales almacenados en los registros, se analizaron las actividades cerebrales mientras los individuos miraban dichas imágenes, consiguiéndose reconstruir los estímulos correspondientes en la pantalla del ordenador.

Experimento de Jack Gallant sobre identificación de imágenes complejas En total, 1.750 imágenes, como árboles, flores o edificios, fueron presentadas a los voluntarios y su actividad cerebral se grabó mientras las contemplaban. Posteriormente, el programa calculó, a partir de un nuevo juego de 120 imágenes, qué perfil de señales debería generarse en la corteza visual. Los dos voluntarios miraron después las 120 imágenes bajo control del IRMf. Finalmente, un ordenador hizo los cálculos entre la actividad cerebral registrada y la imagen observada en ese momento y comparó. Con un voluntario el éxito fue del 92% y con el otro del 72%.

Experimentos fRMI sobre interpretación de imágenes Ejemplo hipotético de un sistema de interpretación de imágenes mentales a través de modelos matemáticos basados en análisis multivariados

Científicos alemanes logran leer el pensamiento Científicos alemanes consiguen conocer las intenciones de las personas antes de que sean realizadas Un grupo de investigadores del laboratorio Bernstein Center for Computational Neuroscience de Berlín ha logrado, mediante un escáner cerebral a 21 personas, leer su pensamiento. El experimento consistió en darles a elegir entre dos opciones, sumar o restar dos cifras, y mediante un complejo mecanismo basado en escanear su cerebro, ser capaces de leer su intención antes de realizar la acción. Fuente: Algorithms (Current Biology, 20th February 2007, online: 8th February). http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Cientificos/alemanes/consiguen/conocer/intenciones/personas/sean/realizadas/elpepusoc/20070308elpepusoc_1/Tes

amente por la mente del usuario.                                                                                   Experimento de Microsoft sobre identificación de estados mentales genéricos a través de un scanner portátil El experimento consistió en acertar en qué estado mental se encontraban un grupo de voluntarios que tenían colocado un un escáner EEG portátil cuyos electrodos se posicionaban sobre el cráneo de los voluntarios. El escáner conectaba con software de procesamiento de señales neurales. Las funciones cerebrales evaluadas incluían: el estado de relax, la realización de cálculos aritméticos y la rotación mental de objetos El software obtuvo un 84% de éxito en interpretar qué tipo de actividad mental estaba efectuando el sujeto bajo prueba.

V – Problemas psicológicos implicados en los sistemas de lectura del pensamiento

Algunos problemas / obstáculos que sería necesario resolver como condición necesaria para avanzar hacia la generación de dispositivos “lectores del pensamiento” que satisfarían la definición de analizadores / Transductores neuro - mentales El problema de la representación de las emociones El problema del código mental: ¿existe un lenguaje del pensamiento? Problema del código lingüístico, imagínístico y amodal, y sus posibles interacciones Problema del lenguaje interior y sus relaciones con el lenguajes externo y con el pensamiento Problema de las interacciones entre pensamiento y lenguaje El problema del correlato entre el código mental y neural El problema del “ruido mental” y de la inteligibilidad de los mapeos mentales. El problema de la actitud mental hacia los productos mentales. El problema de la génesis de los pensamientos en tiempo real y de los sistemas implicados.

Cinco teorías sobre las relaciones entre pensamiento y lenguaje La identidad o paralelismo entre pensamiento y lenguaje ( Aristóteles ) 2. La independencia entre pensamiento y lenguaje (Wittgentein ) 3. La dependencia del lenguaje respecto del pensamiento (Cassirer, Piaget ) 4. La dependencia del pensamiento respecto del lenguaje (Humbolt, Pavlov ) 5. La interdependencia entre pensamiento y lenguaje (Vigotsky )

Muchas Gracias!!!! fede123@gmail.com