What is the neurological basis of learning and memory?

Memoria: Más Allá del Almacén Mental

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Desde los inicios de la psicología cognitiva, la forma en que entendemos la memoria ha estado dominada por una poderosa, aunque quizás engañosa, metáfora: la del almacenamiento. Pensamos en nuestra memoria como un lugar, un almacén o una biblioteca, donde la información se guarda, se organiza y se recupera cuando la necesitamos. Los modelos pioneros, como los multi-almacén, conceptualizaron la memoria dividida en compartimentos distintos, notablemente la memoria a corto plazo (MCP) y la memoria a largo plazo (MLP), cada una con sus propias reglas de capacidad y duración.

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Según estas teorías influyentes, la MCP es un espacio de retención temporal muy limitado, capaz de contener solo unos pocos elementos (el famoso 'número mágico' de 7 +/- 2, o incluso 4 según revisiones más recientes) durante unos pocos segundos, a menos que la información sea activamente mantenida, por ejemplo, mediante repetición. La MLP, por otro lado, se concibe como un almacén vasto, casi ilimitado, capaz de guardar información por periodos que van de minutos a toda una vida. Aunque estos modelos han sido fundamentales, una perspectiva alternativa está ganando terreno, sugiriendo que quizás hemos estado mirando la memoria de la manera equivocada. Esta nueva visión, con raíces en el conductismo pero enriquecida por la investigación cognitiva, propone que la memoria no es tanto un lugar donde se guarda información, sino un comportamiento activo, una forma en que interactuamos con el mundo basándonos en experiencias pasadas.

What is the connection between learning and brain development?
Learning changes the physical structure of the brain. These structural changes alter the functional organization of the brain; in other words, learning organizes and reorganizes the brain. Different parts of the brain may be ready to learn at different times.
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La Metáfora del Almacén: Pilares y Grietas

Modelos como los de Broadbent, Atkinson y Shiffrin, y Baddeley y Hitch, sentaron las bases de la comprensión de la memoria en términos de almacenes. Estos modelos postulan un flujo de información desde los sentidos hacia un registro sensorial, luego a la memoria a corto plazo, y finalmente, a través de procesos como la codificación y la consolidación, a la memoria a largo plazo. La distinción entre MCP y MLP se basaba en diferencias observadas en su capacidad, duración y los procesos que operan en cada una.

Sin embargo, esta visión comenzó a mostrar grietas, especialmente cuando se estudiaba el rendimiento de personas con experiencia excepcional. Investigaciones con expertos en áreas como el ajedrez o la memorización de dígitos revelaron que podían recordar cantidades de información muy superiores a los límites teóricos de la MCP. Por ejemplo, estudiantes entrenados por Chase y Ericsson lograron recordar más de 80 dígitos, superando con creces los 7 +/- 2 postulados. Para explicar estos hallazgos sin desechar por completo la idea de los almacenes, se introdujeron conceptos como las estructuras de recuperación (retrieval structures) o la memoria de trabajo a largo plazo (LTWM). La idea era que los expertos no aumentaban la capacidad de su MCP, sino que usaban la MLP de forma estratégica, creando estructuras organizativas que les permitían acceder y manejar grandes cantidades de información de manera eficiente. A pesar de estas adiciones, la dicotomía entre MCP y MLP, y la metáfora del almacenamiento, persistieron en gran medida.

Memoria como Comportamiento: Una Perspectiva Diferente

Una visión radicalmente distinta, propuesta por Delaney y Austin en 1998, retoma principios conductistas para entender la memoria no como algo que le sucede a un organismo pasivo, sino como algo que el organismo activo hace. Desde esta perspectiva, recordar es un comportamiento. Este enfoque valora enormemente el papel de las estrategias que las personas usan para recordar cosas, estrategias que a menudo se intentaban eliminar en la investigación cognitiva tradicional por considerarse una "contaminación" de la "pura" capacidad de la MCP. Criticar el intento de medir una capacidad de memoria "pura" es un punto clave de esta visión conductual.

La Ilusión de la Capacidad "Pura" de la MCP

El concepto de un almacén de MCP con una capacidad fija y limitada llevó a los investigadores a diseñar experimentos para medir esta capacidad "pura", intentando eliminar la influencia de estrategias o conocimientos previos. Esto se hacía, por ejemplo, presentando los elementos a recordar muy rápidamente o pidiendo a los participantes que realizaran una tarea distractora (como repetir sílabas sin sentido) para evitar la repetición mental. Sin embargo, argumentar que este enfoque es engañoso es fundamental para la perspectiva alternativa.

Intentar aislar una supuesta capacidad de memoria "pura" es problemático porque el conocimiento previo y las estrategias son aspectos esenciales del comportamiento de recordar. Al eliminarlos, se está distorsionando severamente el fenómeno que se pretende investigar. Pensemos en una analogía: intentar medir la capacidad de salto vertical "pura" de un atleta pidiéndole que salte sin correr, sin usar los brazos, e incluso con el cuerpo rígido. Lo que se mediría no sería la capacidad de salto humano en su contexto natural, sino una versión artificial y severamente restringida de la misma. De manera similar, los "chalecos de fuerza intelectuales" usados para medir la capacidad de la MCP no logran su objetivo porque recordar, incluso a corto plazo, siempre implica el uso de conocimientos previos, estrategias y habilidades. La metáfora del almacén de MCP, con su capacidad fija y limitada, debería ser abandonada porque la idea de una memoria a corto plazo que opera independientemente del conocimiento es insostenible.

Muchos psicólogos cognitivos ya han avanzado en esta dirección, abandonando la idea de un almacén de MCP separado. En su lugar, proponen que la memoria a corto plazo es simplemente la parte de la MLP que está actualmente activa, o en el foco de atención, o parte de la experiencia consciente. Otros enfoques, como los modelos de redes neuronales, ven los fenómenos de memoria como propiedades emergentes del funcionamiento de la red cerebral en su conjunto. Si bien estos modelos están más cerca de la visión que se expone aquí, a menudo no dan suficiente peso al papel activo de las estrategias y el conocimiento previo en el acto de recordar información presentada hace solo unos momentos.

Estructuras de Conocimiento: El Núcleo del Recordar

Retomando el concepto de estructuras de recuperación de la investigación sobre expertos, la perspectiva alternativa propone ir un paso más allá. Estas estructuras, en lugar de ser simplemente herramientas para recuperar información de la MLP y traerla a la MCP, son en realidad el mecanismo central que subyace al acto de recordar información experimentada hace poco tiempo. Se propone renombrar estas estructuras como estructuras de conocimiento, ya que hacen mucho más que solo recuperar información; son la base de cómo interpretamos, organizamos y pensamos sobre la información. Gobet y Simon ya sugirieron que los 'templates' (un tipo de estructura de recuperación) están en el centro de los procesos de pensamiento en expertos.

Desde esta visión, recordar a corto plazo no es un proceso pasivo en el que la información entra y se almacena en un lugar temporal. Es un proceso intrínsecamente activo. Este proceso comienza incluso antes de que se presente la información a recordar. Basándonos en nuestro objetivo actual, activamos las estructuras de conocimiento más relevantes que poseemos y las combinamos con la información entrante. El éxito en recordar cosas que ocurrieron hace un instante depende de cuán relevantes sean las estructuras de conocimiento activadas para la tarea, la cantidad de información y el tiempo disponible para procesarla.

Incluso cuando nos enfrentamos a información aparentemente novedosa o sin sentido para la que no parece haber una estructura de conocimiento obvia (como formas irregulares abstractas), utilizamos una estructura de conocimiento muy simple: una estructura espacial con 'espacios' vacíos que pueden llenarse con la información entrante. Esta estructura espacial puede parecerse a la estructura de 'slots' propuesta en modelos tradicionales de MCP, pero crucialmente, no es un almacén separado con una capacidad fija, sino una de las muchísimas estructuras de conocimiento que podemos emplear. Además, incluso esta estructura simple no está libre de la influencia del conocimiento previo. Hay evidencia de que las personas utilizan su experiencia con la lectura, tendiendo a llenar estos 'espacios' de izquierda a derecha, a menos que su idioma nativo se lea en otra dirección.

La razón por la que el rendimiento típico en las tareas estándar de MCP parece limitado (el famoso 4-7 ítems) no se debe a una limitación intrínseca de un almacén separado, sino a los "chalecos de fuerza artificiales" que estas tareas imponen, impidiendo el uso natural y flexible de nuestras ricas y variadas estructuras de conocimiento. A menos que seamos bebés, es raro no poseer conocimiento relevante que pueda ser utilizado en tareas de memoria, incluso a corto plazo.

Implicaciones de la Visión Basada en Estructuras de Conocimiento

Esta perspectiva tiene al menos dos implicaciones significativas para la investigación futura sobre la memoria:

  1. La investigación de la memoria a través del estudio de la experiencia debería tomarse muy en serio, no solo en dominios altamente especializados como el ajedrez, sino en habilidades cotidianas en las que todos tenemos un cierto grado de experiencia (reconocimiento de caras, hablar un idioma, navegar por nuestro entorno). Estudiar cómo las personas expertas (en cualquier nivel) usan sus estructuras de conocimiento para recordar puede revelar mucho sobre los mecanismos fundamentales de la memoria.
  2. Esta visión podría arrojar nueva luz sobre por qué la memoria de los bebés es deficiente. Si la construcción y el uso de estructuras de conocimiento son esenciales para recordar, la razón de su bajo rendimiento no sería un almacén de MCP subdesarrollado o la falta de recursos atencionales, sino simplemente que aún poseen muy pocas y rudimentarias estructuras de conocimiento en comparación con los adultos.

Tabla Comparativa: Metáfora del Almacén vs. Enfoque de Estructuras de Conocimiento

CaracterísticaMetáfora del Almacén (Tradicional)Enfoque de Estructuras de Conocimiento (Alternativo)
Concepto de MCPAlmacén separado con capacidad limitada y duración corta.No existe un almacén separado. Fenómenos de 'memoria a corto plazo' son el resultado del uso de estructuras de conocimiento.
Naturaleza de la MemoriaPrincipalmente almacenamiento y recuperación de información.Comportamiento activo, proceso dinámico de interacción con la información basado en conocimiento previo.
Papel de las EstrategiasPueden "contaminar" la medición de la capacidad pura de la MCP.Esencial para el comportamiento de recordar. Son parte integral del proceso.
Explicación del Rendimiento ExpertoUso de estructuras de recuperación o LTWM para "superar" los límites de la MCP, sin abandonar el concepto de almacén.Resultado del uso de ricas y eficientes estructuras de conocimiento desarrolladas con la experiencia.
Base de la Memoria InmediataCapacidad fija del almacén de MCP.Activación y uso de estructuras de conocimiento relevantes, incluso estructuras espaciales básicas influenciadas por el conocimiento previo.

Preguntas Frecuentes sobre el Enfoque Conductual de la Memoria

¿Qué significa decir que la memoria es un comportamiento?

Significa que recordar no es un proceso pasivo en el que la información se guarda automáticamente en 'cajas' mentales. En cambio, es una acción activa que realiza el organismo, una forma de interactuar con el mundo y la información utilizando estrategias, conocimientos y habilidades previamente adquiridas.

¿Por qué este enfoque critica la idea de un almacén de memoria a corto plazo separado?

La crítica se basa en que intentar medir una capacidad "pura" de MCP, eliminando la influencia del conocimiento y las estrategias, es artificial y distorsiona la forma en que la memoria funciona en la vida real. Recordar, incluso a corto plazo, siempre implica el uso de conocimientos y estrategias. La idea de un almacén separado con una capacidad fija no explica adecuadamente fenómenos como el rendimiento excepcional de los expertos o la influencia del conocimiento previo en tareas simples.

¿Qué son las estructuras de conocimiento en este contexto?

Son organizaciones mentales o patrones de pensamiento que desarrollamos a través de la experiencia. No son solo herramientas para "recuperar" información, como se veían las estructuras de recuperación originales, sino que son el núcleo de cómo procesamos, interpretamos y recordamos la información, especialmente la información que acabamos de percibir.

¿Cómo explica este enfoque por qué los expertos pueden recordar mucho más que los novatos en su área?

Los expertos han desarrollado estructuras de conocimiento más ricas, complejas y eficientes en su dominio de especialización. Estas estructuras les permiten organizar, interpretar y recordar grandes cantidades de información relacionada con su área de experiencia de manera mucho más efectiva que alguien que no posee ese conocimiento especializado. No es que su "almacén" de MCP sea más grande, sino que usan mejor sus estructuras de conocimiento.

¿Puede este enfoque ayudarnos a entender otros aspectos de la memoria, como la memoria en los niños?

Sí. Sugiere que la memoria deficiente en los bebés y niños pequeños no se debe a un almacén de MCP subdesarrollado, sino a que aún están en las primeras etapas de construcción de sus estructuras de conocimiento. A medida que adquieren más experiencia y desarrollan estructuras de conocimiento más sofisticadas, su capacidad para recordar mejora.

En resumen, el enfoque conductual, enriquecido por la investigación cognitiva sobre la experiencia y la noción de estructuras de conocimiento, nos invita a ver la memoria no como un simple receptáculo, sino como un proceso dinámico y activo. Es un comportamiento que realizamos, intrínsecamente ligado a nuestro conocimiento previo y a las estrategias que empleamos. Esta perspectiva abre nuevas vías para entender cómo recordamos, aprendemos y nos adaptamos al mundo que nos rodea, desafiando la vieja imagen de un cerebro que simplemente "guarda" información.

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Jesús Porta Etessam

Soy licenciado en Medicina y Cirugía y Doctor en Neurociencias por la Universidad Complutense de Madrid. Me formé como especialista en Neurología realizando la residencia en el Hospital 12 de Octubre bajo la dirección de Alberto Portera y Alfonso Vallejo, donde también ejercí como adjunto durante seis años y fui tutor de residentes. Durante mi formación, realicé una rotación electiva en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center.Posteriormente, fui Jefe de Sección en el Hospital Clínico San Carlos de Madrid y actualmente soy jefe de servicio de Neurología en el Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz. Tengo el honor de ser presidente de la Sociedad Española de Neurología, además de haber ocupado la vicepresidencia del Consejo Español del Cerebro y de ser Fellow de la European Academy of Neurology.A lo largo de mi trayectoria, he formado parte de la junta directiva de la Sociedad Española de Neurología como vocal de comunicación, relaciones internacionales, director de cultura y vicepresidente de relaciones institucionales. También dirigí la Fundación del Cerebro.Impulsé la creación del grupo de neurooftalmología de la SEN y he formado parte de las juntas de los grupos de cefalea y neurooftalmología. Además, he sido profesor de Neurología en la Universidad Complutense de Madrid durante más de 16 años.

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