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Rotación mental

Problema de ejemplo basado en la "Tarea de rotación mental" de Shepard y Metzlar: ¿son idénticas estas dos formas tridimensionales cuando se giran?

La rotación mental es la capacidad de rotar representaciones mentales de objetos bidimensionales y tridimensionales, ya que está relacionada con la representación visual de dicha rotación dentro de la mente humana. [1] Existe una relación entre áreas del cerebro asociadas con la percepción y la rotación mental. También podría haber una relación entre la tasa cognitiva de procesamiento espacial, la inteligencia general y la rotación mental. [2] [3] [4]

La rotación mental puede describirse como el cerebro que mueve objetos para ayudar a comprender qué son y adónde pertenecen. Se ha estudiado la rotación mental para intentar descubrir cómo la mente reconoce los objetos en su entorno. Los investigadores generalmente llaman a estos objetos estímulos . La rotación mental es una función cognitiva que permite a la persona descubrir cuál es el objeto alterado.

La rotación mental se puede separar en las siguientes etapas cognitivas : [2]

  1. Cree una imagen mental de un objeto desde todas las direcciones (imaginando dónde continúa recto o dónde gira).
  2. Girar el objeto mentalmente hasta que se pueda hacer una comparación (orientando el estímulo a otra figura).
  3. Haz la comparación.
  4. Decide si los objetos son iguales o no.
  5. Informar la decisión (el tiempo de reacción se registra cuando se tira de una palanca o se presiona un botón).

Evaluación

Desarrollado originalmente en 1978 por Vandenberg y Kuse [5] basándose en la investigación de Shepard y Metzler (1971), [1] un Test de Rotación Mental (MRT) consiste en que un participante compara dos objetos tridimensionales (o letras ), a menudo girados en algún sentido. eje, y afirma si son la misma imagen o si son imágenes especulares ( enantiomorfos ). [1] Normalmente, la prueba tendrá pares de imágenes, cada una de las cuales rotará un número específico de grados (por ejemplo, 0°, 60°, 120° o 180°). Un número determinado de pares se dividirá entre la misma imagen rotada y otras reflejadas. El investigador juzga al participante según la precisión y rapidez con la que puede distinguir entre los pares reflejados y no reflejados. [6]

Investigación notable

Shepard y Metzler (1971)

Roger Shepard y Jacqueline Metzler (1971) fueron algunos de los primeros en investigar el fenómeno. [7] Su experimento probó específicamente la rotación mental en objetos tridimensionales. A cada sujeto se le presentaron múltiples pares de objetos tridimensionales, asimétricos, lineales o cúbicos. El experimento fue diseñado para medir cuánto tiempo le tomaría a cada sujeto determinar si el par de objetos era realmente el mismo objeto o dos objetos diferentes. Su investigación mostró que el tiempo de reacción de los participantes para decidir si el par de elementos coincidía o no era linealmente proporcional al ángulo de rotación desde la posición original. Es decir, cuanto más se ha rotado un objeto respecto del original, más tiempo le toma a un individuo determinar si las dos imágenes son del mismo objeto o enantiomorfos. [8]

Vandenberg y Kuse (1978)

En 1978, Steven G. Vandenberg y Allan R. Kuse desarrollaron la Prueba de Rotaciones Mentales (MRT) para evaluar las capacidades de rotación mental que se basó en el estudio original de Shepard y Metzler (1971). La prueba de rotaciones mentales se construyó utilizando dibujos en tinta china. Cada estímulo era una imagen bidimensional de un objeto tridimensional dibujado por una computadora. Luego la imagen se mostró en un osciloscopio. Luego, cada imagen se mostró en diferentes orientaciones rotadas alrededor del eje vertical. La prueba original contenía 20 ítems, exigiendo la comparación de cuatro cifras con una cifra criterio, siendo dos de ellas correctas. Siguiendo las ideas básicas del experimento de Shepard y Metzler, este estudio encontró una diferencia significativa en las puntuaciones de rotación mental entre hombres y mujeres, siendo los hombres los que obtuvieron mejores resultados. Las correlaciones con otras medidas mostraron una fuerte asociación con las pruebas de visualización espacial y ninguna asociación con la capacidad verbal. [9] [10]

Neuropsicología

En el año 2000, se realizó un estudio para descubrir qué parte del cerebro se activa durante la rotación mental. En este experimento participaron siete voluntarios (cuatro hombres y tres mujeres) de edades comprendidas entre veintinueve y sesenta y seis años. Para el estudio, a los sujetos se les mostraron ocho personajes 4 veces cada uno (dos veces en orientación normal y dos veces invertidas) y los sujetos tuvieron que decidir si el personaje estaba en su configuración normal o si era la imagen reflejada. Durante esta tarea, se realizó una exploración PET que reveló activación en el lóbulo parietal posterior derecho. [11]

Los estudios de imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI)  de la activación cerebral durante la rotación mental revelan una mayor activación constante del lóbulo parietal, específicamente del surco interparietal , que depende de la dificultad de la tarea. En general, cuanto mayor es el ángulo de rotación, más actividad cerebral asociada con la tarea. Esta mayor activación cerebral va acompañada de tiempos más prolongados para completar la tarea de rotación y mayores tasas de error. Los investigadores han argumentado que el aumento de la activación cerebral, el aumento del tiempo y el aumento de las tasas de error indican que la dificultad de la tarea es proporcional al ángulo de rotación. [12] [13]

Un estudio de 2006 observó que las siguientes áreas del cerebro se activaban durante la rotación mental en comparación con la línea de base: circunvolución temporal medial bilateral, circunvolución occipital medial izquierda, circunvolución occipital superior bilateral, lóbulo parietal superior bilateral y circunvolución occipital inferior izquierda durante la tarea de rotación. [14]

Desarrollo

Un estudio de 2008 sugirió que pueden ocurrir diferencias temprano durante el desarrollo. El experimento se realizó en bebés de 3 a 4 meses utilizando una tarea de rotación mental 2D. Utilizaron un aparato de preferencia que consiste en observar durante cuánto tiempo el bebé está mirando el estímulo. Comenzaron familiarizando a los participantes con el número "1" y sus rotaciones. Luego les mostraron una imagen de un "1" girado y su imagen especular. Parece que las diferencias de género pueden aparecer temprano en el desarrollo, ya que el estudio mostró que los hombres responden más a la imagen en el espejo. Según el estudio, esto puede significar que hombres y mujeres procesan la rotación mental de manera diferente incluso cuando son bebés. [15] Otros estudios, que respaldan la presencia de tales diferencias en las primeras etapas del desarrollo, han encontrado que las diferencias de género en las pruebas de rotación mental eran visibles en todos los grupos de edad, incluidos los niños pequeños. Curiosamente, estas diferencias surgieron mucho más tarde en otras categorías de pruebas espaciales. [dieciséis]

En 2020, Avances en el desarrollo y el comportamiento infantil examinaron las capacidades de rotación mental durante el desarrollo muy temprano. [17] Descubrieron que la capacidad de rotar objetos mentalmente se puede detectar en bebés de tan solo 3 meses de edad. Además, los procesos de RM en la infancia probablemente permanecen estables a lo largo del tiempo hasta la edad adulta, lo que indica un componente innato y estático en la concepción humana de la RM. Otras variables que parecieron influir en el rendimiento de la RM de los bebés incluyen la actividad motora, la complejidad del estímulo, los niveles hormonales y las actitudes de los padres.

Factores que afectan el rendimiento

Rotación en profundidad 90 grados.
Rotación en el plano de la imagen 90 grados.

Color

Los objetos físicos que la gente imagina girando en la vida cotidiana tienen muchas propiedades, como texturas, formas y colores. Se llevó a cabo un estudio en la Universidad de California en Santa Bárbara para probar específicamente hasta qué punto la información visual, como el color, se representa durante la rotación mental. Este estudio utilizó varios métodos, como estudios de tiempo de reacción, análisis de protocolo verbal y seguimiento ocular. En los experimentos iniciales de tiempo de reacción, aquellos con poca capacidad de rotación se vieron afectados por los colores de la imagen, mientras que aquellos con buena capacidad de rotación no. En general, aquellos con poca capacidad identificaron imágenes más rápidas y precisas que estaban coloreadas consistentemente. El análisis del protocolo verbal mostró que los sujetos con baja capacidad espacial mencionaron el color en sus tareas de rotación mental con más frecuencia que los participantes con alta capacidad espacial. Una cosa que se puede demostrar a través de este experimento es que aquellos con mayor capacidad de rotación tendrán menos probabilidades de representar el color en su rotación mental. Los rotadores deficientes tendrán más probabilidades de representar el color en su rotación mental utilizando estrategias poco sistemáticas (Khooshabeh y Hegarty, 2008).

Habilidades atléticas, musicales y artísticas.

Se han realizado investigaciones sobre cómo el atletismo y la capacidad artística afectan la rotación mental. Pietsch, S. y Jansen, P. (2012) demostraron que las personas que eran atletas o músicos tenían tiempos de reacción más rápidos que las personas que no lo eran. Lo probaron dividiendo a personas de 18 años o más en tres grupos. Los grupos estaban formados por estudiantes de música, estudiantes de deportes y estudiantes de educación. Se descubrió que los estudiantes que se centraban en los deportes o la música obtuvieron mejores resultados que los que se especializaban en educación. Además, se descubrió que los atletas masculinos y los estudiantes de educación en el experimento eran más rápidos que las respectivas mujeres, pero los músicos masculinos y femeninos no mostraron diferencias significativas en el tiempo de reacción.

Un estudio de 2007 respaldó los resultados de que los músicos se desempeñan mejor en tareas de rotación mental que los no músicos. En particular, el desempeño de las tareas MRT de los músicos de orquesta exhibió niveles de aptitud significativamente más altos que la línea de base de la población. [18]

Moreau, D., Clerc y col. (2012) también investigaron si los deportistas tenían más conciencia espacial que los no deportistas. Este experimento tomó a estudiantes universitarios y los evaluó con la prueba de rotación mental antes de cualquier entrenamiento deportivo, y luego nuevamente después. Los participantes fueron entrenados en dos deportes diferentes para ver si esto ayudaría a su conciencia espacial. Se descubrió que los participantes obtuvieron mejores resultados en la prueba de rotación mental después de haber entrenado en los deportes que antes del entrenamiento. Este experimento llevó a la investigación que si las personas pudieran encontrar formas de entrenar sus habilidades de rotación mental, podrían desempeñarse mejor en actividades de alto contexto con mayor facilidad.

Los investigadores estudiaron la diferencia en la capacidad de rotación mental entre gimnastas, jugadores de balonmano y fútbol con rotaciones tanto en profundidad como en plano. Los resultados sugirieron que los atletas eran mejores en la realización de tareas de rotación mental que estaban más estrechamente relacionadas con su deporte de especialización. [19]

Existe una correlación entre la rotación mental y la capacidad motora en los niños, y esta conexión es especialmente fuerte en los niños de 7 a 8 años. El estudio demostró que existe una superposición considerable entre el razonamiento espacial y la capacidad atlética, incluso entre los niños pequeños. [20]

Se realizó una prueba de rotación mental (MRT) a gimnastas, orientadores, corredores y no deportistas. Los resultados mostraron que los no atletas fueron ampliamente superados por los gimnastas y los orientadores, pero no por los corredores. Las gimnastas (atletas egocéntricas) no superaron a los orientadores (atletas alocéntricos). [21] Egocéntrico indica comprender la posición de su cuerpo en relación con los objetos en el espacio, y alocéntrico indica comprender la relación de múltiples objetos en el espacio independientemente de la perspectiva de uno mismo.

Un estudio investigó el efecto de la rotación mental sobre la estabilidad postural. Los participantes realizaron una tarea de RM (rotación mental) que involucraba estímulos de los pies, de las manos o estímulos no corporales (un automóvil) y luego tuvieron que mantener el equilibrio sobre un pie. Los resultados sugirieron que las tareas de resonancia magnética que involucraban estímulos en los pies eran más efectivas para mejorar el equilibrio que los estímulos de las manos o del automóvil, incluso después de 60 minutos. [22]

Al contrario de lo que cabría esperar, los estudios anteriores que examinan si los artistas son superiores en la rotación mental han sido contradictorios, y un estudio reciente corrobora los hallazgos nulos. Se ha teorizado que los artistas son expertos en reconocer, crear y activar estímulos visuales, pero no necesariamente en manipularlos. [23]

Un estudio de 2018 examinó el efecto de estudiar diversas materias dentro de la educación superior sobre la capacidad de rotación mental. [24] Los investigadores encontraron que los estudiantes de arquitectura tuvieron un desempeño significativamente mejor que los estudiantes de arte, quienes tuvieron un desempeño significativamente mejor que los de psicología y negocios, teniendo en cuenta el género y otras diferencias demográficas. Estos hallazgos tienen sentido intuitivamente, dado que los estudiantes de arquitectura están muy familiarizados con la manipulación de la orientación de estructuras en el espacio.

Sexo

Tras el estudio de Vandenberg y Kuse, investigaciones posteriores intentaron evaluar la presencia de diferencias de género en la capacidad de rotación mental. Durante las primeras décadas inmediatamente posteriores a la investigación, el tema se abordó en diferentes metanálisis con resultados no concluyentes. Sin embargo, Voyer et al. Realizó una revisión exhaustiva en 1995, que demostró que las diferencias de género eran confiables y más pronunciadas en tareas específicas, lo que indica que el sexo afecta los procesos subyacentes al desempeño en las pruebas de memoria espacial. De manera análoga a otros tipos de tareas de razonamiento espacial, los hombres tendieron a superar a las mujeres por un margen estadísticamente significativo [16] entre la literatura sobre RM.

Como se mencionó anteriormente, muchos estudios han demostrado que existe una diferencia entre el desempeño masculino y femenino en tareas de rotación mental. Para aprender más sobre esta diferencia, se estudió la activación cerebral durante una tarea de rotación mental. En 2012, se realizó un estudio [25] en el que se pidió a hombres y mujeres que ejecutaran una tarea de rotación mental y se registró su actividad cerebral con una resonancia magnética funcional. Los investigadores encontraron una diferencia en la activación cerebral: los hombres presentaban una mayor actividad en el área del cerebro utilizada en una tarea de rotación mental.

Además, las diferencias relacionadas con el sexo en las capacidades de rotación mental pueden reflejar diferencias evolutivas. Los hombres asumieron el papel de cazar y buscar comida, lo que requiere un mayor grado de procesamiento visual-espacial que las tareas domésticas y de crianza de los hijos que realizaban las mujeres. Biológicamente, los varones reciben una mayor exposición fetal a los andrógenos que las mujeres y retienen estos niveles relativamente más altos durante toda la vida. Esta diferencia juega un papel importante en el dimorfismo sexual humano y puede ser un factor causal en las diferencias observadas con respecto a la rotación mental. Curiosamente, las mujeres con hiperplasia suprarrenal congénita (CAH), que están expuestas a niveles más altos de andrógenos fetales que las mujeres de control, tienden a tener un mejor desempeño en la MRT que las mujeres con cantidades normales de exposición a andrógenos fetales. [26] Además, el importante papel de la variación hormonal entre los sexos fue respaldado por un estudio de 2004, que reveló que el nivel de testosterona (un andrógeno principal) en hombres jóvenes se correlacionaba negativamente con el número de errores y el tiempo de respuesta en el MRT. [27] Por lo tanto, los niveles más altos de testosterona probablemente contribuyan a un mejor rendimiento.

Otro estudio de 2015 se centró en las mujeres y sus habilidades en una tarea de rotación mental y una tarea de reconocimiento de emociones . En este experimento indujeron un sentimiento o una situación en la que las mujeres se sienten más poderosas o menos poderosas. Pudieron concluir que las mujeres en una situación de poder son mejores en una tarea de rotación mental (pero menos eficientes en una tarea de reconocimiento de emociones) que otras mujeres. [28] Curiosamente, los tipos de estrategias cognitivas que hombres y mujeres suelen emplear pueden ser un factor contribuyente. La literatura ha establecido que los hombres generalmente prefieren estrategias holísticas, mientras que las mujeres prefieren estrategias analítico-verbales y se centran en partes específicas de todo el rompecabezas. Las mujeres también tendieron a actuar de manera más conservadora, sacrificando tiempo para verificar los elementos incorrectos con más frecuencia que los hombres. En consecuencia, las mujeres requieren más tiempo para ejecutar su técnica al realizar tareas como el MRT. Para determinar el alcance de la importancia de esta variable, Hirnstein et al. (2009) crearon un MRT modificado en el que el número de figuras coincidentes podía variar entre cero y cuatro, lo que, en comparación con el MRT original, favorecía la estrategia más empleada por las mujeres. La investigación encontró que las diferencias de género disminuyeron un poco, pero los hombres aún superaron a las mujeres. [29]

En la misma línea, un estudio de 2021 encontró resultados intrigantes en un intento de discernir los mecanismos detrás de la disparidad de género establecida. Los investigadores plantearon la hipótesis de que las características de la tarea, no sólo las diferencias anatómicas o sociales, podrían explicar la ventaja de los hombres en la rotación mental. En particular, los objetos a girar se cambiaron de las típicas formas geométricas o esféricas a objetos estereotipados masculinos o femeninos, como un tractor y un cochecito, respectivamente. Los resultados revelaron diferencias de género significativas sólo cuando se utilizaron objetos estereotipados masculinos como material rotacional. Cuando se utilizó material rotacional estereotipado femenino, hombres y mujeres obtuvieron el mismo rendimiento. Este hallazgo puede explicar las causas subyacentes detrás de los resultados dispares habituales, en el sentido de que la capacidad masculina para obtener resultados algo mejores en las pruebas MRT probablemente se deriva de la aplicabilidad evolutiva del razonamiento espacial. Los objetos que no son relevantes para los roles históricos de género masculino y, en consecuencia, generalmente no son familiares para los hombres, son mucho más difíciles de conceptualizar espacialmente para los hombres que las formas más familiares. [30] Asimismo, otros estudios recientes sugieren que la diferencia entre la tarea de cognición de rotación mental es una consecuencia del procedimiento y la artificialidad de los estímulos. Un estudio de 2017 aprovechó fotografías y modelos tridimensionales para evaluar múltiples enfoques y estímulos. Los resultados muestran que cambiar los estímulos puede eliminar cualquier ventaja masculina encontrada en la prueba de Vandenberg y Kuse (1978). [31]

El estudio de las diferencias entre los cerebros masculinos y femeninos puede tener aplicaciones interesantes. Por ejemplo, podría ayudar a comprender los trastornos del espectro autista . Una de las teorías sobre el autismo es la EMB ( cerebro masculino extremo ). Esta teoría considera que las personas autistas tienen un "cerebro extremadamente masculino". En un estudio [32] de 2015, los investigadores confirmaron que existe una diferencia entre hombres y mujeres en la tarea de rotación mental (estudiando a personas sin autismo): los hombres tienen más éxito. Luego resaltaron el hecho de que las personas autistas no tienen este "rendimiento masculino" en una tarea de rotación mental. Concluyen su estudio afirmando que "las personas autistas no tienen una versión extrema del perfil cognitivo masculino como propone la teoría EMB". [32]

Direcciones de investigación actuales y futuras.

Gran parte de las direcciones de investigación actuales y futuras se refieren a ampliar lo establecido por la literatura e investigar las causas subyacentes detrás de resultados anteriores. Los estudios futuros considerarán factores adicionales que podrían influir en la capacidad de RM, incluidos los datos demográficos, diversas aptitudes, personalidad, perfiles psicológicos raros/desviados, entre otros. Muchos estudios actuales y futuros están examinando y examinarán las formas en que ciertas anomalías cerebrales, incluidas muchas de las causadas por lesiones traumáticas, afectan la capacidad de realizar la rotación mental. Existe cierta evidencia de que lo que parece ser una rotación mental en profundidad es en realidad una respuesta a las propiedades de las imágenes planas. [33] [34]

Puede haber relaciones entre el movimiento corporal competente y la velocidad con la que los individuos pueden realizar la rotación mental. Los investigadores encontraron que los niños que entrenaron con tareas de rotación mental mejoraron sus habilidades estratégicas después de practicar. [35] Las personas utilizan muchas estrategias diferentes para completar las tareas; Los psicólogos estudiarán a los participantes que utilizan habilidades cognitivas específicas para comparar la competencia y los tiempos de reacción. [36] Otros continuarán examinando las diferencias en la competencia de rotación mental en función de los objetos que se rotan. [37] La ​​identificación de los participantes con el objeto podría obstaculizar o ayudar a sus capacidades de rotación mental según el género y la edad para respaldar la afirmación anterior de que los hombres tienen tiempos de reacción más rápidos. [25] [38] [39] Los psicólogos continuarán probando similitudes entre la rotación mental y la rotación física, examinando la diferencia en los tiempos de reacción y la relevancia para las implicaciones ambientales. [40]

Ver también

Notas

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Referencias

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