La capacidad espacial o capacidad visoespacial es la capacidad de comprender, razonar y recordar las relaciones visuales y espaciales entre objetos o el espacio. [1]
Las habilidades visoespaciales se utilizan para el uso cotidiano, desde la navegación, la comprensión o fijación de equipos, la comprensión o estimación de distancias y mediciones, hasta el desempeño en un trabajo. Las habilidades espaciales también son importantes para el éxito en campos como los deportes, la aptitud técnica, las matemáticas , las ciencias naturales, la ingeniería , la previsión económica, la meteorología , la química y la física . [2] [3] Las habilidades espaciales no solo implican la comprensión del mundo exterior, sino que también implican el procesamiento de información externa y el razonamiento con ella a través de la representación en la mente.
La capacidad espacial es la capacidad de comprender, razonar y recordar las relaciones visuales y espaciales entre objetos o el espacio. [1] Hay cuatro tipos comunes de habilidades espaciales: percepción espacial o visoespacial, visualización espacial, plegado mental y rotación mental . [4] Cada una de estas habilidades tiene propiedades únicas e importancia para muchos tipos de tareas, ya sea en ciertos trabajos o en la vida cotidiana. Por ejemplo, la percepción espacial se define como la capacidad de percibir relaciones espaciales con respecto a la orientación del propio cuerpo a pesar de la información que distrae. [5] La rotación mental , por otro lado, es la capacidad mental de manipular y rotar objetos 2D o 3D en el espacio de forma rápida y precisa. [4] Por último, la visualización espacial se caracteriza por manipulaciones complicadas de varios pasos de información presentada espacialmente. [5] Estas tres habilidades están mediadas y respaldadas por un cuarto factor cognitivo espacial conocido como memoria de trabajo espacial. La memoria de trabajo espacial es la capacidad de almacenar temporalmente una cierta cantidad de recuerdos visoespaciales bajo control atencional para completar una tarea. [6] Esta capacidad cognitiva media las diferencias individuales en la capacidad para habilidades espaciales de nivel superior, como la rotación mental.
La percepción espacial se define como la capacidad de percibir relaciones espaciales con respecto a la orientación del propio cuerpo a pesar de la información que lo distrae. [4] Consiste en ser capaz de percibir y comprender visualmente información espacial externa como características, propiedades, medidas, formas, posición y movimiento. [7] Por ejemplo, cuando uno se desplaza por un bosque denso, está utilizando la percepción y la conciencia espacial. Otro ejemplo es cuando se intenta comprender las relaciones y la mecánica dentro de un coche, se confía en la percepción espacial para comprender su marco visual. Las pruebas que miden la percepción espacial incluyen la prueba de la varilla y el marco , en la que los sujetos deben colocar una varilla verticalmente mientras ven una orientación del marco de 22 grados en ángulo, o la tarea del nivel del agua , en la que los sujetos tienen que dibujar o identificar una línea horizontal en una botella inclinada. [5]
La percepción espacial también es muy relevante en los deportes. Por ejemplo, un estudio descubrió que los jugadores de cricket que eran más rápidos en captar información de presentaciones visuales breves eran significativamente mejores bateadores en un juego real. [8] Un estudio de 2015 publicado en el Journal of Vision descubrió que los jugadores de fútbol tenían una mayor capacidad perceptiva para la cinemática corporal, como el procesamiento de escenas de multitudes que involucran peatones cruzando una calle o escenas visuales dinámicas complejas. [9] Otro estudio publicado en el Journal of Human Kinetics sobre atletas de esgrima descubrió que el nivel de logro estaba altamente correlacionado con las habilidades de percepción espacial, como la discriminación visual, las relaciones visoespaciales, la memoria secuencial visual, el enfoque atencional estrecho y el procesamiento de información visual. [10] Una revisión publicada en la revista Neuropsychologia descubrió que la percepción espacial implica atribuir significado a un objeto o espacio, de modo que su procesamiento sensorial es en realidad parte del procesamiento semántico de la información visual entrante. [11] La revisión también encontró que la percepción espacial involucra el sistema visual humano en el cerebro y el lóbulo parietal que es responsable del procesamiento visomotor y la acción dirigida a objetivos visuales. [11] Los estudios también han encontrado que las personas que jugaron juegos de disparos en primera persona tenían mejores habilidades de percepción espacial, como un desempeño más rápido y preciso en una tarea periférica y de identificación mientras realizaban simultáneamente una búsqueda central. [12] Los investigadores sugirieron que, además de mejorar la capacidad de dividir la atención, jugar juegos de acción mejora significativamente las habilidades perceptivas como la guía de arriba hacia abajo de la atención a posibles ubicaciones de objetivos. [12]
La rotación mental es la capacidad de representar y rotar mentalmente objetos 2D y 3D en el espacio de forma rápida y precisa, mientras que las características del objeto permanecen inalteradas. Las representaciones mentales de objetos físicos pueden ayudar a utilizar la resolución de problemas y la comprensión. Por ejemplo, Hegarty (2004) demostró que las personas manipulan representaciones mentales para razonar sobre problemas mecánicos, como el funcionamiento de los engranajes o las poleas. [13] De manera similar, Schwartz y Black (1999) descubrieron que realizar simulaciones mentales como verter agua mejora la habilidad de las personas para encontrar la solución a preguntas sobre la cantidad de inclinación necesaria para contenedores de diferentes alturas y anchos. [13] En el campo de la psicología deportiva, los entrenadores de una variedad de deportes (por ejemplo, baloncesto, gimnasia, fútbol o golf) han promovido que los jugadores utilicen la imaginería mental y la manipulación como una técnica para el rendimiento en su juego. (Jones y Stuth, 1997) [13] Investigaciones recientes (por ejemplo, Cherney, 2008) también han demostrado evidencia de que jugar videojuegos con práctica constante puede mejorar las habilidades de rotación mental, por ejemplo, mejoras en las puntuaciones de las mujeres después de la práctica con un juego que involucraba una carrera dentro de un entorno 3-D. [13] Se han visto los mismos efectos jugando videojuegos de acción como Unreal Tournament , así como el popular juego convencional Tetris . [14] Los rompecabezas y el cubo de Rubik también son actividades que involucran un mayor nivel de rotación mental y se pueden practicar para mejorar las habilidades espaciales con el tiempo. [15] [16] [17]
La rotación mental también es única y distinta de las demás habilidades espaciales porque también involucra áreas asociadas con la simulación motora en el cerebro. [18]
La visualización espacial se caracteriza por manipulaciones complejas de varios pasos de información presentada espacialmente. [5] Implica imágenes visuales , que son la capacidad de representar mentalmente las apariencias visuales de un objeto, e imágenes espaciales , que consisten en representar mentalmente las relaciones espaciales entre las partes o ubicaciones de los objetos o movimientos. [19]
La visualización espacial es especialmente importante en los campos de la ciencia y la tecnología. Por ejemplo, un astrónomo debe visualizar mentalmente las estructuras de un sistema solar y los movimientos de los objetos que lo componen. [2] Un ingeniero visualiza mentalmente las interacciones de las partes de una máquina o un edificio que se le ha asignado para diseñar o con el que debe trabajar. [2] Los químicos deben ser capaces de comprender fórmulas que pueden considerarse modelos abstractos de moléculas a las que se les ha eliminado la mayor parte de la información espacial; las habilidades espaciales son importantes para recuperar esa información cuando se necesitan modelos mentales más detallados de las moléculas en las fórmulas. [2]
La visualización espacial también implica imaginar y trabajar con detalles visuales de medidas, formas, movimientos, características y propiedades a través de imágenes mentales y usar estas relaciones espaciales para llegar a una comprensión de un problema. Mientras que la percepción espacial implica la comprensión externa a través de los sentidos, la visualización espacial es la comprensión interna a través de imágenes mentales en la mente.
Otra capacidad crítica de visualización espacial es la animación mental . [20] La animación mental es visualizar mentalmente el movimiento y el desplazamiento de los componentes dentro de cualquier forma de sistema o en general. [20] Es una capacidad muy crucial en el razonamiento y la comprensión mecánica, por ejemplo, la animación mental en tareas mecánicas puede implicar deconstruir mentalmente un sistema de poleas en unidades más pequeñas y animarlas en la secuencia o leyes correspondientes en el sistema mecánico. [21] En resumen, la animación mental es imaginar mentalmente cómo funcionan los objetos mecánicos analizando el movimiento de sus partes más pequeñas.
El plegado mental es una visualización espacial compleja que implica el plegado de un patrón o material 2D en objetos y representaciones 3D. [22] En comparación con otros estudios, el plegado mental ha tenido relativamente poca investigación y estudio. En comparación con la rotación mental, el plegado mental es una capacidad de transformación espacial no rígida, lo que significa que las características del objeto manipulado terminan cambiando a diferencia de la rotación mental. En las manipulaciones rígidas, el objeto en sí no cambia, sino su posición u orientación espacial, mientras que en las transformaciones no rígidas como el plegado mental, el objeto y las formas cambian. [23] El plegado mental en tareas generalmente requiere una serie de rotaciones mentales para plegar secuencialmente el objeto en uno nuevo. Las pruebas clásicas de plegado mental son la tarea de plegado de papel, que es similar al origami . El origami también requiere plegado mental al evaluar doblar un papel 2D suficientes veces para crear una figura 3D. [22]
La capacidad de penetración visual es la tarea de visualización espacial menos común, que implica la capacidad de imaginar lo que hay dentro de un objeto basándose en las características externas. [24]
La memoria de trabajo espacial es la capacidad de almacenar temporalmente recuerdos visoespaciales bajo control atencional , con el fin de completar una tarea. [6] Esta capacidad cognitiva media las diferencias individuales en la capacidad para habilidades espaciales de nivel superior, como la rotación mental. La memoria de trabajo espacial implica almacenar grandes cantidades de recuerdos espaciales de corto plazo en relación con el cuaderno de dibujo visoespacial. Se utiliza en el almacenamiento temporal y la manipulación de información visoespacial, como la memorización de formas, colores, ubicación o movimiento de objetos en el espacio. También está involucrada en tareas que consisten en la planificación de movimientos espaciales, como la planificación de la ruta a través de un edificio complejo. El cuaderno de dibujo visoespacial se puede dividir en componentes visuales, espaciales y posiblemente kinestésicos (de movimiento) separados. Su función neurobiológica también se correlaciona con el hemisferio derecho del cerebro. [25]
En una revisión exhaustiva de las investigaciones sobre las diferencias sexuales, Maccoby y Jacklin informaron que los hombres generalmente tienen un mejor desempeño en tareas de habilidad espacial que las mujeres, en congruencia con otros hallazgos de investigación. [4] También descubrieron que la práctica conduce a mejoras rápidas en la habilidad espacial en ambos sexos. [4]
Los investigadores han descubierto que la habilidad espacial desempeña un papel importante en las credenciales educativas avanzadas en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM). [26] [27] A partir de estudios, se ha indicado que la probabilidad de obtener un título avanzado en STEM aumenta en relación positiva con el nivel de habilidad espacial de uno. Por ejemplo, un estudio de 2009 publicado en el Journal of Educational Psychology encontró que el 45% de aquellos con doctorados STEM estaban dentro del porcentaje superior de alta habilidad espacial en un grupo de 400.000 participantes que fueron analizados durante 11 años desde que estaban en el 12º grado. [26] Solo menos del 10% de aquellos con doctorados STEM estaban por debajo del cuarto superior en habilidad espacial durante la adolescencia. [26] Luego, los investigadores concluyeron cuán importante es la habilidad espacial para STEM y como factor para lograr el éxito educativo avanzado en ese campo. [26]
La visualización espacial es especialmente importante en la ciencia y la tecnología . Por ejemplo, un astrónomo debe imaginar visualmente las estructuras de un sistema solar y la trayectoria de los cuerpos dentro de él. [2] Un ingeniero debe imaginar visualmente los movimientos de las partes de una máquina o edificio con las que se le asigna trabajar. [2] Los químicos deben ser capaces de comprender fórmulas que son esencialmente modelos abstractos que se supone que representan la dinámica espacial de las moléculas y, por lo tanto, las habilidades espaciales son importantes para visualizar los modelos moleculares que se necesitan en las fórmulas. [2] La capacidad de manipulación espacial también es importante en el campo de la geología estructural, al imaginar visualmente cómo cambian las rocas a través del tiempo, como la migración de un cuerpo de magma a través de la corteza o el plegamiento progresivo de una sucesión estratigráfica. Otra habilidad de visualización espacial conocida como capacidad de penetración visual es importante en geología, ya que requiere que los geólogos visualicen lo que hay dentro de un objeto sólido basándose en el conocimiento previo. [24]
La literatura actual también indica que las matemáticas implican el procesamiento visoespacial. Los estudios han descubierto que los estudiantes superdotados en matemáticas, por ejemplo, tienen un mejor rendimiento en la visualización espacial que los estudiantes no superdotados. [19] Una revisión de 2008 publicada en la revista Neuroscience Biobehavioural Reviews encontró evidencia de que el procesamiento visoespacial está involucrado intuitivamente en muchos aspectos del procesamiento de números y el cálculo en matemáticas. Por ejemplo, el significado de un dígito en un número de varios dígitos se codifica siguiendo la información espacial dada su relación con su posición dentro del número. [28] Otro estudio encontró que la estimación numérica podría depender de la integración de diferentes señales visoespaciales (diámetro, tamaño, ubicación, medida) para inferir una respuesta. [29] Un estudio publicado en 2014 también encontró evidencia de que el cálculo matemático depende de la integración de varios procesos espaciales. [30] Otro estudio de 2015 publicado en la revista Frontiers in Psychology también encontró que el procesamiento numérico y el rendimiento aritmético pueden depender de la capacidad de percepción visual. [31]
Un estudio de 2007 publicado en la revista Cognitive Science también descubrió que la capacidad de visualización espacial es crucial para resolver problemas cinemáticos en física. [32] No obstante, la literatura actual indica que las habilidades espaciales, específicamente la rotación mental, son cruciales para lograr el éxito en varios campos de la química, la ingeniería y la física. [3] [33]
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