Un mapa cognitivo es un tipo de representación mental que sirve a un individuo para adquirir, codificar, almacenar, recordar y decodificar información sobre las ubicaciones relativas y los atributos de los fenómenos en su entorno espacial cotidiano o metafórico. El concepto fue introducido por Edward Tolman en 1948. [1] Trató de explicar el comportamiento de las ratas que parecían aprender la disposición espacial de un laberinto, y posteriormente el concepto se aplicó a otros animales, incluidos los humanos. [2] El término fue generalizado posteriormente por algunos investigadores, especialmente en el campo de la investigación de operaciones , para referirse a una especie de red semántica que representa los conocimientos o esquemas personales de un individuo . [3] [4] [5]
Los mapas cognitivos se han estudiado en diversos campos, como la psicología, la educación, la arqueología, la planificación, la geografía, la cartografía, la arquitectura, el paisajismo, el urbanismo, la gestión y la historia. [6] Debido al amplio uso y estudio de los mapas cognitivos, se ha convertido en un coloquialismo para casi cualquier representación o modelo mental. [6] Como consecuencia, estos modelos mentales a menudo se denominan, de diversas formas, mapas cognitivos, mapas mentales , guiones , esquemas y marcos de referencia .
Los mapas cognitivos son una función del cerebro en funcionamiento que los humanos y los animales utilizan para moverse en un nuevo entorno. Nos ayudan a reconocer lugares, calcular direcciones y distancias y a pensar críticamente sobre atajos. Nos ayudan a orientarnos en un entorno y actúan como modelo para nuevas tecnologías.
Los mapas cognitivos sirven para la construcción y acumulación de conocimiento espacial, permitiendo que el " ojo de la mente " visualice imágenes para reducir la carga cognitiva , mejorar la recuperación y el aprendizaje de información. Este tipo de pensamiento espacial también se puede utilizar como metáfora de las tareas no espaciales, donde las personas que realizan tareas no espaciales que involucran memoria e imágenes utilizan el conocimiento espacial para ayudar en el procesamiento de la tarea. [7] Incluyen información sobre las relaciones espaciales que los objetos tienen entre sí en un entorno y nos ayudan a orientarnos y movernos en un entorno y en el espacio.
Son representaciones internas, no son una imagen fija, sino un esquema, dinámico y flexible, con un grado de nivel personal. Es necesario adquirir un mapa espacial según un marco de referencia. Debido a que es independiente del punto de vista del observador, se basa en un sistema de referencia alocéntrico, con una relación de objeto a objeto. Codifica información de configuración utilizando un sistema de codificación centrado en el mundo.
Se ha especulado que los correlatos neuronales de un mapa cognitivo son el sistema celular de lugar en el hipocampo [8] y las células de rejilla recientemente descubiertas en la corteza entorrinal . [9]
La idea de un mapa cognitivo fue desarrollada por primera vez por Edward C. Tolman . Tolman, uno de los primeros psicólogos cognitivos, introdujo esta idea al realizar un experimento con ratas y laberintos. En el experimento de Tolman, se colocó una rata en un laberinto en forma de cruz y se le permitió explorarlo. Después de esta exploración inicial, se colocó a la rata en un brazo de la cruz y se colocó comida en el siguiente brazo inmediatamente a la derecha. La rata fue condicionada a este diseño y aprendió a girar a la derecha en la intersección para llegar a la comida. Sin embargo, cuando se colocó en diferentes brazos del laberinto transversal, la rata aún iba en la dirección correcta para obtener la comida debido al mapa cognitivo inicial que había creado del laberinto. En lugar de simplemente decidir girar a la derecha en la intersección sin importar qué, la rata pudo determinar el camino correcto hacia la comida sin importar en qué parte del laberinto se encontraba. [10]
Desafortunadamente, la investigación adicional se ralentizó debido al punto de vista conductista que prevalecía en el campo de la psicología en ese momento. [11] En años posteriores, O'Keefe y Nadel atribuyeron la investigación de Tolman al hipocampo, afirmando que era la clave para la representación mental de la rata de su entorno. Esta observación impulsó la investigación en esta área y, en consecuencia, gran parte de la actividad del hipocampo se explica mediante la elaboración de mapas cognitivos. [12]
Con el paso del tiempo, el mapa cognitivo fue investigado en otros campos prospectivos que lo encontraron útil, dando lugar a definiciones y aplicaciones más amplias y diferenciadoras. Un investigador muy destacado, Colin Eden, ha mencionado específicamente su aplicación del mapeo cognitivo simplemente como cualquier representación de modelos de pensamiento. [13]
Un mapa cognitivo es una representación espacial del mundo exterior que se mantiene dentro de la mente, hasta que se genera una manifestación real (generalmente, un dibujo) de este conocimiento percibido, un mapa mental. El mapeo cognitivo es la parte implícita, el mapeo mental, la parte explícita del mismo proceso. En la mayoría de los casos, un mapa cognitivo existe independientemente de un mapa mental; un artículo que cubra sólo los mapas cognitivos se limitaría a consideraciones teóricas.
El mapeo mental generalmente se asocia con puntos de referencia, ubicaciones y geografía cuando se demuestra. La creación de mapas mentales depende del individuo y de sus percepciones, ya sea que estén influenciadas por los medios, la vida real u otras fuentes. Debido a su almacenamiento de datos, los mapas mentales pueden resultar útiles a la hora de dar direcciones y navegar. [14] [15] Como se indicó anteriormente, esta distinción es difícil de identificar cuando se plantea con definiciones casi idénticas; sin embargo, existe una distinción. [dieciséis]
En algunos usos, mapa mental se refiere a una práctica realizada por teóricos urbanos que consiste en hacer que los habitantes de la ciudad dibujen un mapa, de memoria, de su ciudad o del lugar donde viven. Esto permite al teórico tener una idea de qué partes de la ciudad o de la vivienda son más sustanciales o imaginables. Esto, a su vez, permite tener una idea decisiva de hasta qué punto se ha llevado a cabo la planificación urbana. [17]
El mapa cognitivo se genera a partir de diversas fuentes, tanto del sistema visual como de otros lugares. Gran parte del mapa cognitivo se crea a través de señales de movimiento autogeneradas . Las entradas de sentidos como la visión, la propiocepción , el olfato y el oído se utilizan para deducir la ubicación de una persona dentro de su entorno a medida que se mueve a través de él. Esto permite la integración de caminos, la creación de un vector que representa la posición y dirección de uno dentro de su entorno, específicamente en comparación con un punto de referencia anterior. Este vector resultante puede transmitirse a las células del hipocampo, donde se interpreta para proporcionar más información sobre el entorno y la ubicación de uno dentro del contexto del mapa cognitivo. [18]
También se utilizan señales direccionales y puntos de referencia posicionales para crear el mapa cognitivo. Dentro de las señales direccionales, tanto las señales explícitas, como las marcas en una brújula, como los gradientes, como el sombreado o los campos magnéticos, se utilizan como entradas para crear el mapa cognitivo. Las señales direccionales se pueden utilizar tanto de forma estática, cuando una persona no se mueve dentro de su entorno mientras lo interpreta, como de forma dinámica, cuando se utiliza el movimiento a través de un gradiente para proporcionar información sobre la naturaleza del entorno circundante. Los puntos de referencia posicionales brindan información sobre el entorno al comparar la posición relativa de objetos específicos, mientras que las señales direccionales brindan información sobre la forma del entorno mismo. El hipocampo procesa estos puntos de referencia en conjunto para proporcionar un gráfico del entorno a través de ubicaciones relativas. [18]
Alex Siegel y Sheldon White (1975) propusieron un modelo de adquisición de conocimiento espacial basado en diferentes niveles. Se dice que la primera etapa del proceso se limita a los puntos de referencia disponibles en un nuevo entorno. Luego, como segunda etapa, se codificará la información sobre las rutas que conectan puntos de referencia, al principio en forma de representación no métrica y en consecuencia se ampliarán con propiedades métricas, como distancias, duraciones y desviaciones angulares. En el tercer y último paso, el observador podrá utilizar una representación topográfica del entorno, utilizando un punto de vista alocéntrico. [19]
En definitiva, la adquisición de mapas cognitivos es una construcción gradual. Este tipo de conocimiento es de naturaleza multimodal y se construye a partir de diferentes piezas de información provenientes de diferentes fuentes que se integran paso a paso.
Se cree que el mapeo cognitivo es en gran medida una función del hipocampo. El hipocampo está conectado con el resto del cerebro de tal manera que es ideal para integrar información tanto espacial como no espacial. Las conexiones de la corteza postrinal y la corteza entorrinal medial proporcionan información espacial al hipocampo. Las conexiones de la corteza perirrinal y la corteza entorrinal lateral proporcionan información no espacial. La integración de esta información en el hipocampo convierte al hipocampo en un lugar práctico para el mapeo cognitivo, que necesariamente implica combinar información sobre la ubicación de un objeto y sus otras características. [20]
O'Keefe y Nadel fueron los primeros en esbozar una relación entre el hipocampo y el mapeo cognitivo. [8] Muchos estudios adicionales han mostrado evidencia adicional que respalda esta conclusión. [21] Específicamente, las células piramidales ( células de lugar , células límite y células de cuadrícula ) han sido implicadas como la base neuronal de los mapas cognitivos dentro del sistema del hipocampo.
Numerosos estudios de O'Keefe han implicado la participación de células de lugar. Las células de lugares individuales dentro del hipocampo corresponden a ubicaciones separadas en el entorno y la suma de todas las células contribuye a un mapa único de un entorno completo. La fuerza de las conexiones entre las células representa las distancias entre ellas en el entorno real. Las mismas celdas se pueden utilizar para construir varios entornos, aunque las relaciones de las celdas individuales entre sí pueden diferir mapa por mapa. [8] La posible participación de las células de lugar en el mapeo cognitivo se ha observado en varias especies de mamíferos, incluidas ratas y monos macacos. [21] Además, en un estudio con ratas realizado por Manns y Eichenbaum, las células piramidales del interior del hipocampo también participaron en la representación de la ubicación y la identidad del objeto, lo que indica su participación en la creación de mapas cognitivos. [20] Sin embargo, ha habido cierta disputa sobre si tales estudios de especies de mamíferos indican la presencia de un mapa cognitivo y no otro método más simple para determinar el entorno. [22]
Si bien no están ubicadas en el hipocampo, las células de la rejilla dentro de la corteza entorrinal medial también han estado implicadas en el proceso de integración de la ruta , desempeñando en realidad el papel de integrador de la ruta, mientras que las células de lugar muestran la salida de la información obtenida a través de la integración de la ruta. [23] Los resultados de la integración de rutas son utilizados posteriormente por el hipocampo para generar el mapa cognitivo. [18] El mapa cognitivo probablemente existe en un circuito que involucra mucho más que solo el hipocampo, incluso si se basa principalmente allí. Además de la corteza entorrinal medial, el presubículo y la corteza parietal también han sido implicados en la generación de mapas cognitivos. [21]
Ha habido alguna evidencia a favor de la idea de que el mapa cognitivo está representado en el hipocampo por dos mapas separados. El primero es el mapa de rumbo, que representa el entorno a través de señales de movimiento propio y señales de gradiente . El uso de estas señales basadas en vectores crea un mapa 2D aproximado del entorno. El segundo mapa sería el croquis que funciona a partir de señales posicionales. El segundo mapa integra objetos específicos, o puntos de referencia , y sus ubicaciones relativas para crear un mapa 2D del entorno. El mapa cognitivo se obtiene así mediante la integración de estos dos mapas separados. [18] Esto lleva a comprender que no es solo un mapa sino tres los que nos ayudan a crear este proceso mental. Debe quedar claro que la teoría de mapas paralelos sigue creciendo. El mapa esbozado tiene fundamento en explicaciones y procesos neurobiológicos previos, mientras que el mapa de rumbo tiene muy poca investigación que respalde su evidencia. [24]
Según O'Keefe y Nadel (1978), no sólo los humanos requieren habilidades espaciales. Los animales no humanos también los necesitan para encontrar comida, refugio y otros animales, ya sean parejas o depredadores. [25] Para hacerlo, algunos animales establecen relaciones entre puntos de referencia, lo que les permite hacer inferencias espaciales y detectar posiciones. [26]
Los primeros experimentos con ratas en un laberinto, realizados por Tolman, Ritchie y Kalish (1946), demostraron que las ratas pueden formar mapas mentales de ubicaciones espaciales con una buena comprensión de ellos. Pero estos experimentos, dirigidos nuevamente más tarde por otros investigadores (por ejemplo, Eichenbaum, Stewart y Morris, 1990 y Singer et al. 2006) no han concluido con resultados tan claros. Algunos autores intentaron sacar a la luz la forma en que las ratas pueden tomar atajos. Los resultados han demostrado que, en la mayoría de los casos, las ratas no utilizan un atajo cuando buscan comida a menos que reciban una exposición previa a esta ruta de atajo. En ese caso, las ratas utilizan esa ruta significativamente más rápido y con más frecuencia que aquellas que no estuvieron preexpuestas. Además, tienen dificultades para hacer una inferencia espacial, como tomar un atajo novedoso. [27]
En 1987, Chapuis y Varlet dirigieron un experimento con perros para determinar si eran capaces de inferir atajos. La conclusión confirmó su hipótesis. De hecho, los resultados demostraron que los perros pudieron ir del punto de partida al punto A con comida y luego ir directamente al punto B sin regresar al punto de partida. Pero para Andrew TD Bennett (1996) puede significar simplemente que los perros vieron algunos puntos de referencia cerca del punto B, como árboles o edificios, y se dirigieron hacia ellos porque los asociaron con la comida. Posteriormente, en 1998, Cheng y Spetch hicieron un experimento con jerbos. Cuando buscaban la comida escondida (meta), los jerbos usaban la relación entre la meta y un punto de referencia a la vez. En lugar de deducir que la comida estaba equidistante de dos puntos de referencia, los jerbos la buscaban por su posición desde dos puntos de referencia independientes. Esto significa que aunque los animales utilizan puntos de referencia para localizar posiciones, lo hacen de una determinada manera. [26]
Otro experimento, que esta vez incluyó palomas , demostró que también utilizan puntos de referencia para localizar posiciones. La tarea de las palomas era encontrar comida escondida en una arena. Una parte de la prueba fue asegurarse de que no estuvieran usando su olfato para localizar comida. Estos resultados muestran y confirman otras evidencias de vínculos presentes en esos animales entre uno o múltiples puntos de referencia y comida oculta (Cheng y Spetch, 1998, 2001; Spetch y Mondloch, 1993; Spetch et al., 1996, 1997). [25]
Cada vez hay más pruebas de que los peces forman mapas cognitivos de navegación. [28] En uno de esos estudios neurológicos, los sistemas inalámbricos de registro neuronal midieron la actividad neuronal de los peces de colores y encontraron evidencia de que forman mapas cognitivos complejos de su entorno. [29]
En una revisión, Andrew TD Bennett señaló dos definiciones principales para el término “mapa cognitivo”. El primero, según Tolman, O'Keefe y Nadel, implica la capacidad de crear atajos novedosos gracias a una vigorosa memorización de los hitos. El segundo, según Gallistel, considera un mapa cognitivo como “ cualquier representación del espacio que posee un animal ”. [22] Esta falta de una definición adecuada también es compartida por Thinus-Blanc (1996), quien afirmó que la definición no es lo suficientemente clara. Por lo tanto, esto dificulta la conclusión de futuros experimentos. [25]
Sin embargo, Bennett argumentó que no existe evidencia clara de mapas cognitivos en animales no humanos (es decir, mapas cognitivos según la definición de Tolman). Este argumento se basa en análisis de estudios en los que se ha descubierto que explicaciones más simples pueden explicar los resultados experimentales. Bennett destaca tres alternativas más simples que no se pueden descartar en pruebas de mapas cognitivos en animales no humanos: "Estas alternativas son (1) que el atajo aparentemente novedoso no es realmente novedoso; (2) que se está utilizando la integración de caminos; y (3) que los puntos de referencia familiares se reconocen desde un nuevo ángulo, seguido de un movimiento hacia ellos." [22] Este punto de vista también lo comparten Grieves y Dudchenko (2013), quienes demostraron con su experimento con ratas (presentado brevemente arriba) que estos animales no son capaces de hacer inferencias espaciales utilizando mapas cognitivos. [27]
Se descubrió que la heurística se utiliza en la manipulación y creación de mapas cognitivos. [30] Estas representaciones internas son utilizadas por nuestra memoria como guía en nuestro entorno externo. Se descubrió que cuando se les preguntaba sobre imágenes de mapas, distanciamiento, etc., las personas comúnmente distorsionaban las imágenes. Estas distorsiones tomaron forma en la regularización de las imágenes (es decir, las imágenes se representan más como imágenes geométricas abstractas puras , aunque tienen formas irregulares).
Hay varias formas en que los humanos forman y utilizan mapas cognitivos, siendo la ingesta visual una parte especialmente clave del mapeo: la primera es mediante el uso de puntos de referencia , mediante el cual una persona usa una imagen mental para estimar una relación, generalmente distancia, entre dos objetos. El segundo es el conocimiento de ruta-camino , y generalmente se desarrolla después de que una persona ha realizado una tarea y está transmitiendo la información de esa tarea a otra persona. La tercera es una encuesta , mediante la cual una persona estima una distancia basándose en una imagen mental que, para ella, podría parecer un mapa real. Esta imagen generalmente se crea cuando el cerebro de una persona comienza a realizar correcciones en la imagen. Estos se presentan de cinco maneras:
Otro método para crear mapas cognitivos es mediante la ingesta auditiva basada en descripciones verbales. Utilizando el mapeo basado en la ingesta visual de una persona, otra persona puede crear una imagen mental, como direcciones para llegar a un lugar determinado. [31]
En el entorno práctico de trabajo con un equipo de gerentes ocupados, el mapeo cognitivo es una herramienta para generar interés en todos los miembros del equipo en la actividad de resolución de problemas. [...] El ciclo de
construcción del problema
,
darle sentido
,
definir el problema
y declarar un
portafolio de soluciones
, que he discutido en otra parte (Eden, 1982) es el marco que guía el proceso de trabajo con equipos. Por lo tanto, construir y trabajar con los mapas cognitivos de cada individuo tiene como principal objetivo ayudar a cada miembro del equipo a "construir" y "dar sentido" reflexivamente a la situación que creen que enfrenta el equipo. (págs. 7 y 8)
Para los geógrafos, un mapa es un medio de representar el mundo para que las personas entiendan dónde están y adónde pueden ir. Para los investigadores cognitivos, que suelen utilizar la idea de un "mapa" como analogía, la idea básica es la misma. Los mapas cognitivos son representaciones gráficas que ubican a las personas en relación con sus entornos de información. Los mapas proporcionan un marco de referencia para lo que se sabe y se cree. Destacan cierta información y no incluyen otra información, ya sea porque se considera menos importante o porque no se conoce. (pág. 267)
No explicaremos aquí de qué se tratan los mapas cognitivos, ya que esto se ha hecho extensamente en otros lugares (Huff, 1990). Digamos simplemente que los mapas cognitivos son la representación del conocimiento personal de un individuo, de su propia experiencia (Weick y Bougon, 1986), y son formas de representar las visiones individuales de la realidad (Eden et al., 1981). Existen varios tipos de mapas cognitivos (Huff, 1990).
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Medios relacionados con mapas cognitivos en Wikimedia Commons