Una historia divertida relacionada con Darwin describe brevemente el poder de la curiosidad de las personas creativas. Cuando Darwin llegó a Cambridge en 1828, se convirtió en un ardiente coleccionista de escarabajos. Una vez, arrancando una corteza de un árbol muerto, vio dos escarabajos de tierra y agarró uno en cada mano. En ese momento, de repente vio un escarabajo de tierra raro, conocido como el
cruzado grande . No quería perder un solo insecto, por lo que metió uno de los que tenía en la boca para liberar su mano para el tercero. Esta historia no terminó muy bien: el error en la boca de Darwin lanzó una sustancia química molesta, y tuvo que escupirla, como resultado de lo cual perdió los tres errores encontrados. Pero además de la decepción, esta historia también demuestra el atractivo incontrolable de la curiosidad. Pero la curiosidad puede ser una sensación inquietante y desagradable. ¿Existen ambos sentimientos en el cerebro al mismo tiempo?
Desde principios de la década de 1990, los neurocientíficos han adquirido en su arsenal una nueva herramienta poderosa que les permite capturar literalmente la curiosidad en el proceso. Imagen de resonancia magnética funcional,
fMRI es un procedimiento que permite a los investigadores estudiar cuál de las regiones del cerebro se activa durante un proceso mental particular. Esta tecnología se basa en el hecho de que cuando una determinada área del cerebro se usa mucho, la energía necesaria para la actividad nerviosa provoca un flujo de sangre hacia esta área. Por lo tanto, un cerebro en funcionamiento se puede etiquetar en detalle fotografiando los cambios en el flujo sanguíneo, utilizando tecnología basada en el hecho de que la sangre rica en oxígeno tiene propiedades magnéticas que son diferentes de la sangre, que tiene poco oxígeno; esta es la diferencia que se puede ver en las imágenes (nivel de oxígeno en sangre) dependiente, negrita). En combinación con la investigación cognitiva adicional, fMRI da lugar a una nueva dimensión de la investigación de la curiosidad. Varios experimentos en neurobiología se han vuelto particularmente innovadores e influyentes en el desarrollo de nuestra comprensión de los fundamentos neurofisiológicos de la curiosidad.
En un fructífero estudio de 2009, los científicos de Caltech Min Jeong Kang, Colin Camerer y sus colegas utilizaron fMRI para identificar vías neuronales de curiosidad. Los científicos realizaron un experimento en el que escanearon el cerebro de 19 personas cuando reflexionaron sobre 40 preguntas de la prueba. Se seleccionaron preguntas sobre diversos temas para evocar una mezcla de interés
epistemológico fuerte y débil, es decir, interés en un campo particular de conocimiento. Una pregunta fue: "¿Qué instrumento fue inventado para parecerse al canto humano?" Otro: "¿Cuál es el nombre de la galaxia en la que se encuentra la Tierra?" Se les pidió a los participantes que leyeran la pregunta secuencialmente, adivinaran la respuesta e indicaran cuán confiados estaban en su suposición. En la segunda etapa, cada sujeto volvió a ver una pregunta, seguida de la respuesta correcta (si le interesaba, la respuesta a la primera pregunta era el violín y la segunda a la Vía Láctea). Se ha informado que la curiosidad es la inversa de la función en forma de U para la incertidumbre.
Las imágenes de fMRI revelaron que, en respuesta a la intensa curiosidad que informaron los propios sujetos, entre las partes claramente activadas del cerebro estaban el
núcleo caudado izquierdo y la
corteza prefrontal bilateral, y se sabe que estas áreas están involucradas en momentos de anticipación del premio. La anticipación es la sensación que experimentas cuando levantas el telón de una obra que siempre has querido visitar. El núcleo de la cola izquierda también se activa durante las donaciones a obras de caridad y en respuesta al castigo por conducta deshonesta: ambas sensaciones se perciben como recompensas. Los descubrimientos de Kahn con sus colegas coincidieron con la idea de que la curiosidad epistemológica, una sed de conocimiento, provoca la anticipación de recibir un premio, lo que significa que valoramos la adquisición de conocimiento e información. Sin embargo, resultó sorprendente que la estructura cerebral llamada
núcleo accumbens , que se pensaba que desempeñaba un papel importante en los contornos de recompensas y placeres (y una de las regiones que probablemente se activó en anticipación de la recompensa), no fue activada en el experimento por Kahn y sus colegas.
Los investigadores también encontraron que cuando los sujetos de prueba descubrieron la respuesta correcta, las áreas del cerebro que generalmente estaban asociadas con el aprendizaje, la memoria, la comprensión y la reproducción de la lengua (por ejemplo, el lóbulo creciente del cerebro) se activaron más. Curiosamente, la activación fue más pronunciada cuando a los sujetos se les mostraron respuestas a preguntas para las que no sabían la respuesta. Los sujetos también demostraron una mejor memorización de las respuestas correctas que inicialmente no dieron. En un estudio posterior, se demostró que la gran curiosidad de los sujetos en la primera sesión se correlaciona con mejores resultados en la extracción de respuestas que los sorprendieron incluso 10 días después del primer experimento. Probablemente esto podría esperarse, ya que la información se considera más valiosa y el potencial de aprendizaje es mayor cuando corrige un error (con respecto a aquellos que son realmente interesantes para usted). Por otro lado, el hecho de que mostrar la respuesta correcta no activó significativamente otras partes del cerebro que son conocidas por su respuesta al recibir premios es confuso.
Es necesario recordar la existencia de incertidumbre, que casi inevitablemente eclipsa todos los estudios realizados mediante imágenes del cerebro. Aunque la resonancia magnética funcional puede marcar regiones del cerebro que están activas cuando aparece al menos algún tipo de curiosidad epistemológica (y, como se indicó, estas regiones están asociadas con la anticipación de la adjudicación), las mismas regiones (por ejemplo, el núcleo caudado izquierdo y bilateral corteza prefrontal) también se activan en tareas completamente diferentes realizadas por el cerebro. Resulta que las conexiones implícitas entre la curiosidad y la expectativa de una recompensa serían bastante débiles si no estuvieran respaldadas por la evidencia obtenida por la psicología cognitiva.
Para confirmar los datos, Kahn y sus colegas realizaron un experimento adicional diseñado para distinguir entre la expectativa real de un premio y un simple aumento de la atención (que, como lo demuestran los experimentos anteriores, también activa el núcleo caudado izquierdo). El nuevo experimento tenía dos componentes. En el primero, los investigadores permitieron a los sujetos gastar una de las 25 fichas en cualquier momento para abrir la respuesta correcta a una de las 50 preguntas (se agregaron 10 más a las 40 preguntas iniciales). Como había la mitad de las fichas que había preguntas, gastando la ficha en una pregunta, el sujeto rechazó otra. En la segunda versión del experimento, los sujetos podrían decidir esperar de 5 a 25 segundos hasta que aparezca la respuesta, o podrían interrumpir la espera y pasar a la siguiente pregunta, sin ver la respuesta correcta a la anterior. Ambas acciones, gastar un token o esperar una respuesta, tuvieron un cierto costo, expresado en recursos o en tiempo. Los resultados mostraron que el desperdicio de fichas o tiempo se correlacionaba fuertemente con una expresión de curiosidad. Este resultado ha confirmado significativamente la interpretación de la curiosidad como una anticipación de una recompensa, ya que las personas suelen ser propensas a invertir en cosas que creen que traerán una recompensa.
En general, a pesar de las incertidumbres restantes, el trabajo pionero de Kahn y sus colegas sugiere que la curiosidad epistemológica está asociada con la expectativa de información calificada como una recompensa. Descubrimientos adicionales que mostraron un aumento de la memoria en respuesta a un estado en el que las personas estaban interesadas y se equivocaron indican que la curiosidad aumenta el potencial de aprendizaje. Este descubrimiento puede proporcionar claves importantes para mejorar los métodos de enseñanza y para transmitir información de manera más eficiente.
Pero no importa cuán innovador sea este trabajo, dejó muchas preguntas sin respuesta. En particular, el estudio estudió solo un tipo de curiosidad, específica-epistemológica, que surge en respuesta a catalizadores basados en el conocimiento, como las preguntas del cuestionario. ¿Responde el cerebro de manera similar a los estímulos relacionados con la novedad, la sorpresa o un simple deseo de evitar el aburrimiento? ¿La reacción depende de la forma del estímulo? Por ejemplo, ¿coincidirán los procesos que tienen lugar en el cerebro en el caso en que nos interese la imagen y en el caso en que nos interese el texto? Un estudio publicado en 2012 intentó trabajar con varias de estas interesantes preguntas.
Escanear el cerebro de las personas si tienen curiosidad es, por supuesto, un experimento maravilloso. ¿Pero cómo pedirle a una persona que sea curiosa? Incluso pedirles a los sujetos que califiquen su curiosidad en una escala de 1 a 5 significa que ya está introduciendo un factor de subjetividad. La científica cognitiva Marieke Jepma de la Universidad de Leiden en los Países Bajos y su equipo utilizaron un método diferente del equipo de Kahn para aumentar la curiosidad de los sujetos. Jepma decidió concentrarse en la curiosidad perceptiva, un mecanismo desencadenado por objetos o fenómenos nuevos, inusuales o ambiguos. La idea era reavivar las brasas ardientes de curiosidad con estímulos ambiguos que permitían múltiples interpretaciones.
Los investigadores escanearon el cerebro de 19 participantes en fMRI, mostrándoles imágenes borrosas de varios objetos familiares, como un autobús o un acordeón, que eran difíciles de determinar debido al desenfoque. Para comenzar y detener la curiosidad perceptiva, Jepma y sus colegas aplicaron astutamente cuatro combinaciones diferentes de imágenes borrosas y claras (ejemplo a continuación):
1. La imagen borrosa es seguida por su versión clara;
2. una imagen borrosa es seguida por una imagen clara no relacionada;
3. una imagen clara es seguida por una versión borrosa de la misma;
4. Una imagen clara es seguida por una copia de la misma.
Los sujetos nunca supieron qué esperar y no sabían si su curiosidad relacionada con la naturaleza del objeto en la imagen sería satisfecha.
Dado que el estudio de Jepm fue uno de los primeros experimentos en demostrar áreas del cerebro asociadas con la curiosidad perceptiva, sus resultados despertaron un gran interés, y no decepcionaron. Primero, Jepma y sus colegas descubrieron que la curiosidad perceptiva activa áreas del cerebro que son conocidas por su sensibilidad a las condiciones desagradables (aunque no solo para ellas). Esto coincidió con las expectativas de la teoría de la falta de información: la curiosidad perceptiva provoca un sentimiento negativo de necesidad y déficit, algo así como sed.
En segundo lugar, los investigadores vieron que el final de la curiosidad activó los contornos conocidos asociados con el premio. Estos hallazgos también coincidieron con la idea de que el cerebro percibe el cese de una condición tan desagradable como la curiosidad perceptiva, al proporcionar la información requerida, o al menos reducir su intensidad, como una recompensa. En pocas palabras, ser curioso es como carecer de algo, algún tipo de conflicto o hambre. Satisfacer su curiosidad es como obtener buena comida, beber buen vino o tener buen sexo.
Jepma y sus colegas descubrieron un tercer hecho interesante: la emoción y el desvanecimiento de la curiosidad perceptiva mejoraron el trabajo de la memoria episódica (recuerdos que se forman sin esfuerzo), y también activaron el hipocampo, la estructura del cerebro asociada con el aprendizaje. Este descubrimiento proporcionó apoyo adicional para la hipótesis de que incitar a la curiosidad es una buena estrategia, adecuada tanto para motivar la investigación como para mejorar los efectos del aprendizaje.
Especialmente las diferencias entre los resultados de los experimentos de Jepma y Kahn me hacen preguntarme. Los descubrimientos de Jepma coincidieron básicamente (aunque no lo demostraron) con el hecho de que la curiosidad era esencialmente un estado desagradable, y los descubrimientos de Kang coincidieron (aunque no lo demostraron) con el hecho de que la curiosidad era un estado agradable. ¿Cómo se pueden conciliar estas conclusiones de conciliación?
Primero, como ya escribí, el estudio de Jepma fue diseñado para estudiar la curiosidad perceptiva: es estimulado por cosas ambiguas, extrañas o desconcertantes. Más precisamente, el mecanismo de curiosidad causado por las imágenes borrosas puede describirse como específicamente perceptivo, ya que los sujetos tenían curiosidad por saber exactamente qué objetos están representados en las imágenes borrosas. Por otro lado, mientras estudiaban la curiosidad causada por las preguntas del cuestionario, Kahn y sus colegas estudiaron la curiosidad epistemológica específica: el anhelo intelectual de un cierto conocimiento. A primera vista, dos estudios sugieren que varios aspectos de los mecanismos de curiosidad pueden incluir diferentes partes del cerebro y manifestarse como diferentes estados psicológicos.
Si se confirma, esta interpretación podría soportar el doble guión de Jordan Litman. Litman sugirió la existencia de lo que llamó curiosidad I, una sensación agradable asociada con el interés, y curiosidad D, sentimientos desagradables de escasez, privación, asociados con la falta de acceso a cierta información. Combinando los resultados de los estudios neurobiológicos con los supuestos de Litman, uno puede imaginar que la curiosidad perceptiva puede describirse como perteneciente al tipo D, y la epistemológica al tipo I. Esta imagen también concuerda con la hipótesis de los científicos cognitivos Jacqueline Gottlieb, Celeste Kidd y Pierre-Yves Oudeyer, quienes postulan que "en lugar de utilizar un proceso de optimización, la curiosidad incluye toda una familia de mecanismos donde incluye mecanismos
heurísticos simples relacionados con la novedad / sorpresa y medidas de progreso del aprendizaje durante largos períodos de tiempo ". Esto no significa necesariamente que diferentes variantes de curiosidad involucren secciones completamente diferentes del cerebro. Puede ser que diferentes tipos de curiosidad incluyan un cierto núcleo común del cerebro (por ejemplo, áreas responsables de la sensación de anticipación), mientras se activan ciertos circuitos individuales y compuestos químicos, aunque, en general, todos los modos del cerebro funcionan en cierta medida Funcionalmente relacionado.
Jepma y sus colegas señalaron que no vale la pena sacar ciertas conclusiones tanto de su investigación como del estudio de Kahn con sus colegas, debido a la presencia de varias incertidumbres en los trabajos. Por ejemplo, dado que el experimento de Kang siempre respondía correctamente las preguntas del cuestionario, no estaba claro si la activación de ciertos componentes del cerebro reflejaba una anticipación generalizada, la expectativa de retroalimentación de cierto tipo, la curiosidad asociada con una respuesta correcta definida y específica, o una combinación de ambas. Es por eso que en el experimento Jepma, los científicos decidieron no revelar la incertidumbre de las imágenes borrosas, a veces mostrando imágenes no relacionadas con ellas. Esta diferenciación permitió a los investigadores separar la activación causada por la curiosidad sobre la naturaleza del objeto de la activación causada por la anticipación de algún tipo de retroalimentación, que puede revelar la naturaleza de la imagen.
Al mismo tiempo, el equipo de Jepma reconoció que revelar la naturaleza de solo la mitad de las imágenes agregaba más ambigüedad a la interpretación de los resultados experimentales. Por ejemplo, fue imposible determinar en qué medida los participantes experimentaron incertidumbre (y, por lo tanto, curiosidad) sobre el objeto en la imagen, en lugar de, por ejemplo, interés en si aparecería una imagen clara correspondiente.
Estas limitaciones internas de los experimentos ilustran lo difícil que es realizar investigaciones en psicología cognitiva y neurobiología. El cerebro es un equipo tan sofisticado, y la mente es un software tan maravilloso y elaborado que incluso los experimentos más cuidadosamente planificados siempre dejan espacio para la imprevisibilidad.
Y, sin embargo, estaba tan impresionado con el experimento de Jepma que estaba muy interesado en descubrir qué la llevó a él y si tuvo alguna consecuencia. "¿Por qué decidiste estudiar la curiosidad?" Le pregunté en una conversación por Skype.
"Estudié el dilema de la explotación y la exploración", explicó. “Explotas cosas que sabes y aprendes de lo que sabes poco”. Me preguntaba cómo la explotación y la investigación guían su toma de decisiones.
Era bastante lógico, pero aún así no dio una respuesta completa a mi pregunta. Entonces pregunté: "¿Y entonces?"
“Me di cuenta de que la principal motivación para la investigación es la curiosidad, así es como me metí en ella. Para mi sorpresa, descubrí que la neurobiología realizó muy poca investigación sobre este tema, a pesar de la importancia extrema de este tema ".
"¿Has realizado trabajo adicional sobre este tema, quizás aún no publicado?"
Ella sonrió “¿Cómo lo adivinaste? Realicé un estudio preliminar sobre si las personas están preparadas para soportar el dolor físico a fin de satisfacer su curiosidad ".
"¿Y estás listo?"
"No todos estaban listos para experimentar dolor, pero algunos estuvieron de acuerdo".
Darwin, con un error en la boca, pertenecería claramente a la segunda categoría.
Mario Livio es un astrofísico, autor de mayor venta. – "
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