martes, febrero 09, 2010

Metacognición animal (entrevista a J.David Smith)

No es fácil delimitar el concepto de metacognición. Los procesos mentales que nos llevan de la percepción a la acción son enormemente complejos, y sus correlatos neurofisiológicos muy intrincados. Dentro de ellos, no obstante, parece haber un director, que los neurocientíficos sitúan en el lóbulo frontal del cerebro. Dado que nuestra especie es la que más parece haber desarrollado este lóbulo, y que a todas luces vista hemos sido capaces de crecer y multiplicarnos exponencialmente, transformando radicalmente nuestro medio al hacerlo, se nos supone una mayor capacidad de control de nuestros estados mentales, una mejor supervisión del cerebro de las actividades del propio cerebro, una metacognición. El prefijo meta- alude a lo que está más allá de. No se trata pues del proceso de conocer, de procesar la información para una respuesta automática, sino de conocer que se conoce y manipular esos conocimientos internamente para elaborar respuestas más sofisticadas.

En nuestro usual antropocentrismo hemos considerado esta una más de las virtudes genuinamente humanas. No obstante algunos estudios recientes en cognición animal están echando abajo este nuevo bastión de nuestro orgullo primate. Otros animales parecen tener capacidades metacognitivas. Si hay que buscar algo que definitivamente nos distinga, definitivamente no hay que hacerlo aquí.

Así lo está constatando el Profesor J.David Smith, de la Universidad del Estado de Nueva York en Buffalo. Numerosos experimentos de psicología comparada realizados con delfines, macacos y otros animales evidencian que estos disponen de consciencia y de cierto grado de autoconciencia. Van más allá de la pura cognición, penetrando en el terreno sutil, social, de conocimiento reflexivo, teoría de la mente, autoconocimiento y conocimiento del otro de la metacognición.

El Profesor Smith ha tenido la amabilidad de respondernos unas preguntas, cuyo correcto inglés revisó José Miguel y cuyas respuestas tradujo Marzo.

En ingles:

1. What is metacognition?

Humans know when they do not know or do not remember, and they respond well to uncertainty by deferring response and seeking help or information. Their responses to uncertainty motivate research on metacognition, or thinking about thinking. The idea in this field is that human minds have a cognitive executive that monitors thought to evaluate its problems and prospects. This executive is linked to humans’ consciousness and self-awareness. These links are partly why the study of animal metacognition is an intriguing and thriving research area.

2. Which species have metacognition?

Humans are metacognitive, though metacognition is a late and sophisticated achievement during cognitive development. Research has shown that great apes express a metacognitive capacity in food-search paradigms. There is also a consensus that rhesus macaques express metacognition in a variety of uncertainty-monitoring tasks. In early research, a dolphin also monitored uncertainty in a perceptual task, though this finding should be followed up with additional studies. Regarding these successes, it is important to remember that animal metacognition may not be all or none. Animals may possess elements of cognitive awareness and cognitive self-regulation without being fully conscious or self-aware. Evolutionarily, just as developmentally in human childhood, metacognition may emerge gradually.

In contrast, research with pigeons has failed to demonstrate any metacognitive capacity. This is a fairly strong comparative "no" at this point, because this failure spans converging paradigms. There are also several lines of research suggesting that capuchin monkeys (the only New World primate species tested to date) barely express a capacity for metacognition. This finding raises intriguing questions about the evolution of cognitive self-awareness and metacognition within the primate order.

3. What do you think about mirror neurons and their relation with metacognition?

This question concerns the relationship among different aspects of reflective mind. My feeling is that comparative psychologists have fed their notion of reflective mind too well, and it has become a piñata full of sweet constructs like consciousness, other-awareness, mind reading, metacognition, self-awareness, tactical deception, imitation and mirroring, mirror awareness, pedagogy, and empathy. We have also tended to believe that all of these capacities co-occur and probably co-evolved, so that the individual aspects of reflective mind rise or fall together in different species. This tendency is behind the well-known supposition that reflective mind in animals evolved just once in the line that produced the great apes and humans.

But macaques have cognitive self-awareness. Dolphins and elephants have mirror self-awareness. The emerging picture of reflective mind in animals is complex. There is not perfect co-occurrence and there was not a one-time full emergence only in the ape-human lineage. Accordingly, I believe that comparative cognition researchers would do well to take a stick to the piñata, separate the diverse reflective capacities, understand them well individually, and learn to measure them well individually. Then I think we can ask more precisely about the links among them and about the factor structure of reflective mind in animals.

4. What is consciousness? In your opinion, how did it evolve?

Being metacognitive, I am certain I cannot answer the first question. But, my research does concern a functional consciousness by which humans and some animals use a higher-level cognitive utility to monitor/guide more basic cognitive processes, rethinking problems when necessary, seeking additional information when valuable, and deferring response or action until a solution is reached.
It is an interesting question how this functional consciousness evolved. One idea is that it arose among intensely social species in the following way. These social animals had a pressing need to understand conspecifics’ moods, motivations, and behavioral intentions. So, consciousness arose as a platform for modeling the mental states and intentions of the other, facilitating social interaction and communication. Notice, by this view, sociality, cognitive self-awareness (consciousness) and other-awareness would be tightly co-occurrent.

My different view is that consciousness might be inherently adaptive in its own right. Animals frequently find themselves in novel, problematic or dangerous situations for which they have no trained reactions/operants. They need a cognitive utility that can resolve these situations. They need to retrieve information relevant to the present dilemma. They need to evaluate possible courses of action—their risks, gains, and so forth. In short, they need a way to say wordlessly what doubting humans say: "So, what do I do now?" A working consciousness would be a perfect place for collecting relevant information and for evaluating possible courses of action. Notice: this view allows that solitary species could be consciously metacognitive. This view allows that macaques could be self-aware but not other-aware, as the data seem to show. And, I believe this view is evolutionarily more plausible. I can easily understand how a self-conscious species, with an understanding of its desires and beliefs, could then extend that capacity to understand the desires and beliefs of the conspecific. I have a harder time imagining the reverse progression.

5. What is the self, from an evolutionary and neuroscientifical point of view?

This is a difficult question to engage comparatively. How can an animal express behaviorally that it is aware of being a self? Gallup showed that some primates will touch a red spot on their own face that they can only see in their mirror reflection. But this could reveal bodily awareness, or mirror expertise, not necessarily internal, conscious self feelings. Likewise, though in my research macaques monitor uncertainty and respond to their doubts, this does not mean that they feel like a conscious self as they do so. However, it is an interesting thing that, for humans, uncertainty is a personal, self-imbued thing. We say "I don’t know; I can’t tell." There is a strong self component to metacognition, and it would be interesting if this were also true for animals (assuming it could be demonstrated empirically).

6. Up to what point do you think is the reality we perceive a mental construct molded by evolution?

This idea has a distinguished pedigree. Gibson (1979) proposed that the structural properties of perceptual scenes provide reliable, informative opportunities for organisms that can use these sources of information. He suggested that organisms have been shaped to use these information sources that he called invariants and affordances. Shepard suggested that organisms have been shaped to perceive psychological similarity and dissimilarity in ways that acknowledge the geometry of natural-kind categories. My own research suggests that organisms are shaped to base some grouping and categorization decisions on the central tendency or prototype of categories because of the resulting gain in the clarity of the categorization signal. So I do endorse the idea that basic principles attend the structure and geometry of perception, that principles of optimality follow from these, and that evolutionary internalization may have incorporated those principles so that they are reflected in the minds of perceiving species.

7. What are you now working on? What is your highest scientific challenge? What is the mystery you would dream to unveil?

My ongoing research covers a range of topics that include metacognition and categorization. In the area of metacognition, we are exploring whether macaques and capuchins understand their need to study before being tested, on whether uncertainty processes are especially vulnerable to competing cognitive loads, and on whether we can pinpoint the moment when humans and animals become consciously aware of knowing that they have solved a task. In the area of categorization, we are exploring whether animals share with humans a multi-faceted category-learning system that includes a rule-based learning capacity that is executive, explicit, and conscious.

I could not single out the highest goal or mystery. Comparative cognition research is a frequent headache, but also a constant challenge and a constant joy. I am grateful to be able to seek the continuities and discontinuities between humans’ and animals’ cognitive systems.

En castellano:

1. ¿Qué es la metacognición?

Los seres humanos saben cuándo no saben o no recuerdan algo, y responden bien a la incertidumbre difiriendo la respuesta y buscando ayuda o información. Sus respuestas a la incertidumbre motivan la investigación sobre la metacognición, o el pensar sobre el pensar. La idea en este campo es que las mentes humanas tienen un ejecutivo cognitivo que supervisa el pensamiento para evaluar sus problemas y perspectivas. Este ejecutivo está ligado a la consciencia y la autoconsciencia de los seres humanos. Estos vínculos son en parte la razón de que el estudio de la metacognición animal sea un área de investigación atractiva y próspera.

2. ¿Qué especies tienen metacognición?

Los seres humanos son metacognitivos, aunque la metacognición es un logro muy elaborado que se alcanza tardíamente en el desarrollo cognitivo. La investigación ha mostrado que los antropoides expresan capacidad metacognitiva en paradigmas de búsqueda de alimento. Hay también consenso en que los macacos Rhesus expresan metacognición en una variedad de tareas de evaluación de la incertidumbre. También un delfín evaluó la incertidumbre en una tarea de percepción, aunque este hallazgo de una investigación preliminar debería seguirse de más estudios. Respecto a estos éxitos, es importante recordar que la metacognición animal puede no ser "todo o nada". Los animales tal vez posean elementos de consciencia cognitiva y autorregulación cognitiva sin ser completamente conscientes o autoconscientes. Es posible que la metacognición emerja gradualmente durante la evolución, tal como lo hace durante el desarrollo en la infancia humana.

En contraste, la investigación con palomas no ha podido demostrar ninguna capacidad metacognitiva. Este es un "no" comparativo de bastante robustez en este momento, porque este fracaso abarca paradigmas convergentes. Hay también varias líneas de investigación que sugieren que los monos capuchinos (la única especie de primates del Nuevo Mundo que se ha sometido a prueba hasta ahora) apenas expresan capacidad de metacognición. Este hallazgo plantea interesantes cuestiones sobre la evolución de la autoconsciencia cognitiva y la metacognición en el orden Primates.

3. ¿Qué piensa usted de las neuronas espejo y su relación con la metacognición?

Esta pregunta atañe a la relación entre diferentes aspectos de la mente reflexiva. Tengo la sensación de que los psicólogos comparativos han alimentado demasiado bien a su noción de la mente reflexiva y se ha convertido en una piñata llena de dulces constructos como consciencia, consciencia del otro, lectura de mentes, metacognición, autoconsciencia, engaño táctico, imitación y reflejo, consciencia ante el espejo, pedagogía y empatía. También hemos tendido a creer que todas estas capacidades se presentan juntas y probablemente evolucionaron juntas, de modo que los aspectos individuales de la mente reflexiva ascienden o caen juntos en diferentes especies. Esta tendencia es lo que subyace a la bien conocida suposición de que la mente reflexiva ha evolucionado sólo una vez, en la línea que produjo los antropoides y los humanos.

Pero los macacos tienen autoconsciencia cognitiva. Delfines y elefantes se reconocen ante un espejo. El cuadro que está surgiendo de la mente reflexiva en los animales es complejo. No hay coincidencia perfecta y no surgió completa y una sola vez exclusivamente en el linaje antropoide-humano. Por lo tanto, creo que los investigadores de la cognición comparada harían bien en aplicar el palo a la piñata, separar las diversas capacidades reflexivas, entenderlas bien individualmente y aprender a medirlas bien individualmente. Pienso que podremos entonces plantear preguntas más precisas sobre los vínculos entre ellas y sobre la estructura factorial de la mente reflexiva en los animales.

4. ¿Qué es la consciencia? En su opinión, ¿cómo evolucionó?

Como soy metacognitivo, estoy seguro de que no sé responder a la primera pregunta. Pero mi investigación sí atañe a la consciencia funcional mediante la cual los humanos y algunos animales usan una utilidad cognitiva de nivel superior para supervisar/orientar procesos cognitivos más básicos, repensar los problemas cuando haga falta, buscar información adicional cuando sea valiosa y diferir la respuesta o la acción hasta que se haya llegado a una solución.

Cómo evolucionó esta consciencia funcional es una cuestión interesante. Una idea es que surgió en especies intensamente sociales de la manera siguiente. Estos animales sociales tenían apremiante necesidad de entender los estados de ánimo, motivaciones e intenciones de sus congéneres. Así pues, la consciencia surgió como una plataforma para modelizar los estados mentales e intenciones de los otros, facilitando la interacción social y la comunicación. Advierta que, según este punto de vista, la autoconsciencia cognitiva y la consciencia del otro serían estrechamente coincidentes.

Mi opinión es otra: la consciencia podría ser inherentemente adaptativa por derecho propio. Los animales se encuentran con frecuencia en situaciones nuevas, problemáticas o peligrosas para las que no tienen reacciones o condicionamienos operantes preparados. Necesitan una utilidad cognitiva que pueda resolver estas situaciones. Necesitan adquirir información relevante para el dilema presente. Necesitan evaluar posibles cursos de acción: sus riesgos, ganancias, etcétera. En suma, necesitan un modo de decir sin palabras lo que dicen los humanos cuando dudan: "Y ahora ¿qué hago?". Una consciencia en funcionamiento sería un sitio perfecto para recopilar información relevante y evaluar posibles cursos de acción. Advierta que este punto de vista permite que especies solitarias puedan ser conscientemente metacognitivas. Este punto de vista admite que los macacos podrían ser autoconscientes pero no conscientes del otro, tal como parecen mostrar los datos. Y yo creo que esta opinión es evolutivamente más plausible. Puedo entender con facilidad cómo podría una especie autoconsciente, con comprensión de los propios deseos y creencias, extender después esa capacidad para comprender los deseos y creencias de sus congéneres. Me cuesta más imaginar la progresión inversa.

5. ¿Qué es el yo, desde un punto de vista evolutivo y neurocientífico?

Es una cuestión difícil de abordar comparativamente. ¿Cómo puede expresar la conducta de un animal que este es consciente de ser un yo? Gallup mostró que algunos primates tocarán una mancha roja en su propio rostro que sólo pueden ver en su imagen en un espejo. Pero esto podría revelar consciencia corporal, o pericia con los espejos, no necesariamente sentimientos internos, conscientes, de un yo. De manera similar, aunque en mis investigaciones los macacos evalúan la incertidumbre y responden a sus dudas esto no significa que al hacerlo sientan como yoes conscientes. Sin embargo, es interesante que, para los humanos, la incertidumbre es una cuestión personal, imbuida de yo. Decimos "no sé yo". Hay un fuerte componente de 'yo' en la metacognición, y sería interesante si esto fuese también verdadero en los animales (suponiendo que pudiese demostrarse empíricamente).

6. ¿Hasta qué punto cree usted que la realidad que percibimos es un constructo mental moldeado por la evolución?

Esta idea tiene un distinguido linaje. Gibson (1979) propuso que las propiedades estructurales de las escenas perceptuales proporcionan oportunidades fiables e informativas para los organismos que pueden usar estas fuentes de información. Sugirió que los organismos han sido moldeados para usar estas fuentes de información que él llamó invariantes y disponibilidades (affordances). Shepard sugirió que los organismos han sido moldeados para percibir similaridad y disimilaridad psicológicas de maneras que reconocen la geometría de las categorías de las clases naturales. Mi propia investigación sugiere que los organismos están formados para basar algunas decisiones de agrupado y categorización en la tendencia central o prototipo de las categorías, a causa de la consiguiente ganancia en la claridad de la señal de categorización. Así que apoyo la idea de que hay principios básicos que atienden a la estructura y geometría de la percepción, de que de estos se siguen principios de optimalidad, y de que la internalización evolutiva puede haber incorporado estos principios de modo que se reflejen en las mentes de las especies percipientes.

7. ¿En qué trabaja ahora? ¿Cuál es su más alto reto científico? ¿Cuál el misterio que soñaría con desvelar?

Mi investigación en curso abarca un conjunto de temas que incluye la metacognición y la categorización. En el área de la metacognición estamos explorando si macacos y capuchinos entienden que necesitan estudiar antes de ser sometidos a prueba, si los procesos de incertidumbre son especialmente vulnerables a cargas cognitivas en competencia y si podemos determinar el momento en el que humanos y animales se hacen claramente conscientes de saber que han resuelto una tarea. En el área de la categorización, estamos explorando si los animales comparten con los humanos un sistema multifacético de aprendizaje de categorías que incluya una capacidad de aprendizaje basado en reglas que sea ejecutiva, explícita y consciente.

No sabría elegir el más alto objetivo o misterio. La investigación de la cognición comparada es con frecuencia un dolor de cabeza, pero es también un desafío y una alegría constantes. Me siento afortunado por poder buscar las continuidades y discontinuidades entre los sistemas cognitivos de humanos y animales.