tema 2º : la representación del conocimiento

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TEMA 2º : LA REPRESENTACIÓN DEL CONOCIMIENTO
1. INTRODUCCIÓN.
Uno de los temas más importantes de la psicología actual es cómo se representa el
conocimiento en la mente humana.
El problema principal de la psicología cognitiva, la IA y la filosofía de la mente es
precisamente explicar la naturaleza de las representaciones mentales.
Se han propuesto muchas teorías y esto ha dado lugar a muchas formas de
representar el conocimiento, como las redes semánticas, los marcos, los sistemas
de producción, las imágenes mentales, los “scripts” y las redes conexionistas.
Un logro importante de esta materia es haber demostrado la utilidad de las
representaciones mentales como constructos que permiten explicar una gran
variedad de fenómenos cognitivos.
Junto a las representaciones, la psicología cognitiva postula la existencia de una
serie de operaciones mentales o procesos, por medio de los cuales el sistema es
capaz de utilizar, modificar y transformar la información contenida en dichas
representaciones.
Los conceptos de representación y procesos recuerdan la distinción entre
estructura y función en psicología. Las representaciones son la estructura y los
procesos son la función.
Una de las suposiciones básicas de la psicología actual es que la información está
contenida en estados del sistema, o representaciones, que se usan en lugar de
algún referente u objeto del mundo, y que preservan la estructura informacional
abstracta de ese mundo al que se refieren.
La discusión sobre la representación del conocimiento se ha enfocado hacia el
formato representacional, hablando de representación frente a representación por
imágenes.
Principales tipos de representaciones mentales
Representaciones mentales
Simbólicas
Analógica
Imágenes
Mentales
Distribuidas
Proposicional
Modelos
Mentales
Rasgos
Redes
Semánticos
Semánticas
Redes
Redes de
Esquemas
Proposicionales
dependencia
Marcos
conceptual
Guiones
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2. EL PROBLEMA DE LA REPRESENTACIÓN EN PSICOLOGÍA.
La representación del conocimiento constituye un tema fundamental, primero
debemos saber qué se entiende por representación mental.
2.1
Concepto de representación
¿Qué es una representación?
Nos referimos a una entidad que está en lugar de otra.
Conviene distinguir, por tanto, entre el aspecto o entidad representada y la forma
de representar a ese aspecto del mundo real.
Palmer distinguió entre el mundo real, el mundo mental (que es la representación
cognitiva del mundo real) y el modelo mental (o representación del mundo mental).
El modelo mental debe ser también un modelo del mundo real.
Debe guardar algún parecido o relación con el mundo real. Según Palmer, una teoría
representacional debería proporcionar la descripción apropiada del mundo mental y
del modelo mental.
Los objetos y sus diferentes características pueden representarse de diferentes
maneras.
El psicólogo se pregunta qué forma, o formas de representación de la información
es la utilizada por la mente humana.
Representaciones intrínsecas y representaciones extrínsecas.
Se dice que una representación es intrínseca cuando emplea relaciones que tienen
las mismas restricciones inherentes a la relación que representa.
Cuando esta misma información la representamos mediante una proposición, la
relación entra la representación y lo representado es totalmente arbitraria.
En este caso decimos que la representación es extrínseca. Mientras las
representaciones en su sentido intrínseco guardan una relación no arbitraria con lo
representado, en su sentido extrínseco la relación puede ser arbitraria.
Una imagen se considera representación intrínseca, y una proposición es
representación extrínseca.
Las representaciones dependen de los procesos, que son los que determinan la
relación existente entre los elementos del objeto representado.
El concepto más frecuente de representación hace referencia a una estructura
sobre la que se ejecutan unos determinados procesos.
Los procesos se refieren a las actividades implicadas en la utilización de la
información almacenada en una determinada estructura o representación.
No siempre resulta sencillo distinguir entre estructura representacional y
procesos psicológicos.
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La psicología necesita saber cuáles son los símbolos que utiliza la mente para
representar el conocimiento, cómo se relacionan y cómo se utiliza este “archivo
informativo” para conducirse en la vida ordinaria.
Características que deben reunir las representaciones según
ANDERSON y BOWER
1. Una representación deber ser capaz de expresar cualquier concepto
que el hombre pueda formular.
2. Debe permitir la búsqueda eficiente de la información contenida en
ella.
3. Debe mostrar claramente la información relevante.
4. Debe ser parsimoniosa. Esto significa que debe tener un mínimo de
categorías formales.
5. Finalmente, debe permitir que se puedan producir ideas múltiples a
partir de ideas simples.
Planos de la representación.
En toda representación pueden distinguirse tres planos diferentes:
a) Un plano fenoménico. Las representaciones son fenómenos de conciencia.
Fenómenos privados.
b) Un plano cognitivo. A este nivel las representaciones constituyen unidades
funcionales de conocimiento.
c) Un plano físico. En este plano se consideran las representaciones en
términos de la correspondencia entre las estructuras y los procesos del
sistema nervioso y las funciones cognitivas y conscientes de representación
que se proyectan en dichas estructuras.
Mientras existen relaciones directas entre el medio ambiente y los estados
cerebrales del sujeto, y entre esos estados cerebrales y la experiencia
fenoménica, no ocurre lo mismo entre el ambiente y la experiencia fenoménica.
Esta relación está mediada por los estados cerebrales.
2.2
Principales posturas teóricas en torno a la representación
Conviene distinguir entre las posiciones teóricas que defienden la existencia de
representaciones mentales frente a las que no las admiten.
En segundo lugar, dentro de las teorías representacionales de la mente es
necesario distinguir las que favorecen la verificación empírica (a través de
estudios experimentales) de las que sólo se interesan por su implementación en
programas de ordenador.
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En tercer lugar, hay que distinguir entre las perspectivas basadas en la
consideración de la mente como entidad manipuladora de símbolos, y aquellos
modelos no simbólicos que defienden la existencia de representaciones sin
computaciones.
Este es el caso del moderno conexionismo, o del intencionalismo defendido por
algunos filósofos de la mente actuales.
Representaciones mentales
(posiciones teóricas)
Admiten
Su existencia
Favorecen la verificación
empírica de las
representaciones
Modelos
simbólicos
(Psicología
cognitiva)
Modelos no
simbólicos
(Conexionis
mo)
No admiten
Su existencia
No se interesan en
la verificación
Conductismo
empírica de las
Neoconductismo
representaciones
Ecologismo
gibsoniano
Inteligencia
Artificial
Teorías representacionales frente a teorías que no admiten representaciones.
Unas teorías admiten y postulan la necesidad de un nivel de representación interna
del conocimiento, otras no admiten ningún fenómeno mental, ni ningún tipo de
representación del conocimiento.
Entre las primeras están las defendidas por los psicólogos actuales, que aceptan la
llamada revolución cognitiva en la psicología.
Entre las segundas están las teorías conductistas y neoconductistas clásicas.
El conductismo radical rechazó todo tipo de conceptos mentalistas, como en los
trabajos de Watson y de Skinner.
Para Skinner, la vida mental no desempeña ningún papel causal en la explicación de
la conducta, se trata únicamente de productos colaterales de la misma. Así surge
su crítica de la representación del conocimiento.
Skinner critica también las imágenes mentales, señalando que no existe ninguna
ventaja en decir que las imágenes representan el mundo real.
Las diferentes versiones de conductismo, como el conductismo radical de Watson,
el conductismo molar o propositivo de Tolman, el conductismo teórico de Hull y
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Spence, y el conductismo radical descriptivo de Skinner; todas ellas defienden
teorías no representacionales de la conducta en las que no tienen cabida conceptos
mentalistas.
En la actualidad una parte importante de neoconductistas pavlovianos, también
llamados cognitivistas animales, defienden la existencia de representaciones
mentales en los animales.
Teorías representacionales: Experimentalistas frente a implementacionalistas.
Dentro de las teorías que admiten la representación existen dos posturas bien
diferenciadas.
Por un lado, están aquellas teorías que además de considerar la representación
como el aspecto más importante de la cognición, favorecen la verificación empírica
de las representaciones mediante la contrastación experimental, esta son la
mayoría de los psicólogos experimentales actuales. Otros investigadores, más
próximos a la IA no se preocupan por la contrastación experimental, sino que se
conforman con los programas de ordenador que funcionen eficientemente.
La psicología está interesada en la contrastación experimental de las
representaciones que postula.
La IA, por el contrario, no está interesada en la verificación empírica, el principal
objetivo de la IA consiste en representar las estructuras de conocimiento y en
crear procesos que operen sobre dichas estructuras, pero es una tecnología
interesada en que los programas funcionen eficientemente.
La representación en los modelos simbólicos frente a la representación en los
modelos no simbólicos.
Tanto en las ciencias de la computación como la psicología de enfoque cognitivo
defienden la idea de que la representación mental del conocimiento se realiza a
través de un sistema de símbolos.
Los modelos simbólicos se inspiraron en el intento de desarrollar un sistema
matemático puramente formal, que tuvo su mayor desarrollo en la lógica
matemática.
La analogía entre la mente y la máquina universal que podía ser programada impulsó
el desarrollo de los modelos simbólicos en psicología.
Estos modelos se basan en que tanto la mente como la máquina de propósito
universal operan sobre representaciones simbólicas.
Anderson y Bower propusieron como la unidad básica de su modelo, Memoria
Asociativa Humana (MAH), la proposición.
Años después, Anderson ha aceptado que una representación no Proposicional
también puede funcionar adecuadamente.
Esta propuesta contiene una teoría tricódigo de la representación del
conocimiento.
Asume la existencia de tres tipos de representaciones diferentes:
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• una serie temporal, que codifica el orden de los elementos,
• una imagen espacial, que codifica la configuración espacial,
• y una proposición abstracta, que codifica el significado.
Anderson acepta además la posibilidad de que existan otros sistemas de
representación, pero cree que hay restricciones importantes en este sentido.
Modelos simbólicos frente a modelos no simbólicos.
Los modelos simbólicos mantienen que la representación del conocimiento se
realiza a través de un sistema de símbolos.
Frente a esta interpretación (la tradicional en la psicología), ha surgido una
arquitectura no simbólica de la mente, el conexionismo o procesamiento paralelodistribuido.
Supuestos básicos de los modelos simbólicos
1. El funcionamiento cognitivo está gobernado por reglas que
operan sobre las representaciones mentales.
2. La arquitectura funcional de la mente está constituida por un
almacén de memoria a largo plazo y un procesador dinámico.
3. El pensamiento procede de manera serial, de forma análoga a
como procede un ordenador digital.
4. El esquema formal es fundamental porque trata con máquinas
de procesamiento de información que trabajan utilizando
símbolos que representan objetos.
El conexionismo considera que la cognición se produce a partir de la interacción
simultánea de una serie de unidades que están muy interconectadas unas con otras.
El conexionismo = modelo cerebral de la mente, propone que las funciones
cognitivas se producen en redes que operan en paralelo. No es necesaria la
existencia de un programa almacenado en alguna parte del sistema. Se trata de
modelos no simbólicos de la mente en los que la actividad surge de la fuerza de las
conexiones existentes.
Los pesos o fuerzas de las conexiones entre las unidades simples son los que
determinan el funcionamiento del sistema.
2.3
El problema del formato representacional
Los sistemas de representación propuestos mayoritariamente mantiene que el
conocimiento se representa por medio de signos semejantes al lenguaje. Un buen
número de teóricos actuales que defienden la importancia de la investigación sobre
la representación del conocimiento y proponen la existencia de un formato de
representación único, basado en representaciones de tipo proposicional.
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En estos sistemas se supone que el conocimiento está representado mediante un
conjunto de símbolos que permiten manejar los conceptos y objetos existentes en
el mundo real como proposiciones de carácter formal.
Según los psicólogos proposicionales, las proposiciones constituyen los conceptos
representacionales más dinámicos y versátiles, permiten expresar y representar
cualquier tipo de información, proporcionando representaciones analíticas y
discretas que pueden ser computados.
El problema principal de estos modelos es que son demasiado potentes.
Frente a los psicólogos proposicionales, otros investigadores, Paivio, Shepard,
Kosslyn, han defendido que el conocimiento se representa en imágenes mentales y
que tiene un carácter analógico en vez de proposicional.
Las imágenes mentales han tenido una tortuosa historia, pero a partir de las
investigaciones de Alan Paivio, la comunidad científica ha reconocido la importancia
de las imágenes mentales como un tipo de representación.
Paivio utilizó procedimientos objetivos derivados del análisis de la conducta en vez
de basarse en un análisis subjetivo de los estados mentales.
El trabajo de Paivio atrajo la atención de los psicólogos hacia la existencia de
formatos representacionales de tipo analógico.
Se dice que una representación es analógica cuando existe un parecido intrínseco
entre el fenómeno que se quiere representar y la representación o modelo mental
de ese fenómeno.
El principal problema al que tuvieron que enfrentarse los teóricos de las imágenes
mentales fue el de investigar experimentalmente las propiedades de las imágenes.
3. CONFUSIÓN TEÓRICA EN TORNO AL TEMA DE LA
REPRESENTACIÓN.
A pesar de la importancia del concepto de representación no existe en psicología
una fundamentación teórica clara sobre el tema.
En la literatura encontramos una gran variedad de conceptos. Tan elevado número
de conceptos representacionales diferentes sólo hace crear confusión.
No existe una explicación clara de cómo se relacionan entre sí tales conceptos. En
ocasiones se emplean los mismos términos con distinto sentido, mientras que otras
veces términos diferentes con el mismo significado.
También Gardner ha manifestado su descontento por la confusión existente entre
las diferentes terminologías y marcos conceptuales.
La necesidad de adoptar un único lenguaje para referirse a todo el amplio conjunto
de fenómenos representacionales.
El formato de representación proposicional es el más utilizado en los modelos
cognitivos computacionales actuales; con él se representa cualquier información
que entra en el sistema cognitivo.
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El carácter abstracto de una proposición indica que el sistema cognitivo almacena
la información en un formato más abstracto que el de las representaciones
analíticas propias del lenguaje.
Una proposición puede ser verdadera o falsa, esto es, conlleva un valor de verdad.
Además, las proposiciones están basadas en un conjunto de reglas que determinan
cuándo una proposición es correcta y cuándo no.
Existe clara diferencia entre la exigencia del modelo lógico y la del modelo
psicológico.
El lógico puede limitarse a la utilización de una gramática formal, el psicológico
debe basarse en reglas del sujeto.
Para los defensores del modelo proposicional, las proposiciones son los conceptos
representacionales más versátiles: pueden utilizarse para expresar todo tipo de
información y permiten la obtención de representaciones analíticas y discretas con
las que se pueden realizar cálculos.
El sistema cognitivo es un instrumento de computación que actúa mediante
procesos discretos, independientes de su sustrato psicofisiológico.
Los modelos proposicionales de la representación presentan serios inconvenientes
para que puedan resultar teorías plausibles de la cognición humana.
EL principal problema consiste en que muchos de estos modelos no son falseables
por las observaciones empíricas.
La razón está en que los modelos basados en representaciones proposicionales son
modelos demasiado poderosos y carecen de restricciones formales adecuadas.
4. LA TEORÍA DE PAIVIO: EL DOBLE CÓDIGO REPRESENTACIONAL.
Alan Paivio fue el creador de la teoría del doble código cognitivo.
En ella analizó, de manera sistemática, una serie de fenómenos relacionados con las
representaciones mentales.
Los dos sistemas de representación propuestos en la teoría son los siguientes:
Modelo de codificación dual de Paivio
Paivio sistematizó su trabajo poniendo un modelo de codificación dual.
Según este modelo, las funciones psicológicas están gobernadas por dos
sistemas de representación simbólica:
a) Un sistema de representación por imágenes, unido a la experiencia
perceptiva que es más susceptible de funcionamiento cuando el
procesador humano tiene que tratar con objetos concretos y sucesos
del mundo real.
b) Un segundo sistema de representación verbal, de carácter lingüístico,
que está más relacionado con tareas de tipo abstracto.
Los dos sistemas están interconectados por lazos referenciales entre los
logogenes y las imágenes.
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Paivio partió de la hipótesis de que las personas pueden utilizar dos códigos
distintos para almacenar y recuperar información, uno de tipo no verbal y otro de
tipo verbal.
Estos dos códigos se podían usar independientemente para memorizar nombres.
Paivio encontró que la gente suele utilizar el código visual para memorizar nombres
concretos, mientras utiliza el código verbal para memorizar nombres abstractos.
Paivio ha presentado una versión actualizada de la teoría: se basa en la idea de que
la cognición consiste en la actividad de sistemas representacionales simbólicos que
se han especializado en el tratamiento de la información ambiental con fines
conductuales adaptativos.
Los dos sistemas, verbal y no verbal, son funcional y estructuralmente distintos.
Un sistema puede ser activado funcionalmente sin que lo sea el otro, aunque de
manera paralela.
Estructuralmente, ambos sistemas son diferentes en la naturaleza de sus unidades
de representación y en la forma en que estas unidades se organizan.
La organización y estructura conceptual de la teoría tiene carácter jerárquico. En
el nivel superior y más general están los sistemas simbólicos, en este nivel general
se hallan el sistema verbal y el no verbal.
Estos sistemas se extienden para dar lugar a los subsistemas sensoriomotores.
En el nivel inferior están las unidades de sistema llamadas logogenes e imágenes.
La teoría del doble código defiende una activación “abajo-arriba”, en la que cada
sistema es activado por estímulos específicos.
5. LA TEORÍA DE ANDERSON: EL TRIPLE CÓDIGO
REPRESENTACIONAL.
John R. Anderson defendió la representación proposicional, pero después ha
postulado la existencia de tres tipos de códigos representacionales.
Según la teoría tricódigo de la representación del conocimiento, uno de estos
códigos está relacionado con las secuencias temporales que codifican la estructura
secuencial de un conjunto de acontecimientos.
Existe el código de las imágenes espaciales, que son las encargadas de almacenar
toda aquella información relacionada con la configuración espacial de los objetos, y
el código proposicional.
Este último está basado en proposiciones abstractas que sirven para apresar las
relaciones existentes entre los objetos de una manera más abstracta, dotada de
significado semántico.
La representación en forma de series temporales sirve para representar los
objetos que aparecen en forma secuencial.
Se trata de un tipo de representación ordinal.
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La representación en forma de imágenes espaciales supone una representación
de tipo analógico porque preserva en su estructura algunos aspectos de la
estructura física de los que representa.
Es el único que codifica información de intervalo sobre una configuración de
objetos.
La distancia, la dirección y el solapamiento son propiedades emergentes que
proporciona la información espacial necesaria para manejarnos en el ambiente que
nos rodea.
La representación proposicional no es un puro reflejo de la estructura ambiental,
por lo que el proceso de codificación debe ser aprendido.
La función que desempeña el código proposicional deriva de su estructura
abstracta y de su estructura relacional.
Esta manera de codificación es eficiente porque supone una forma económica de
almacenar la información en la memoria a largo plazo.
La información ocupa de esta manera menos memoria de trabajo.
Para cada tipo de representación existe una unidad de almacenamiento básica
(serie temporal, imagen o proposición) y su tamaño depende del número de
elementos que pueden mantenerse en la memoria de trabajo, o memoria activa,
mientras que los procesos de almacenamiento y de recuperación son compartidos
por los tres tipos de representación.
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