Modelando la psicología humana

La composición psicológica de un ser humano depende de una serie de parámetros emocionales y motivacionales, como el deseo, el sufrimiento o la necesidad de seguridad. Además, incluye dimensiones espaciales y temporales que también juegan un papel clave en la racionalización de las decisiones que tomamos y en la planificación de nuestras acciones. Un equipo de investigadores de las universidades de Ginebra (UNIGE), Texas, París y el University College de Londres unieron sus fuerzas para crear el primer modelo matemático de conciencia encarnada. ¿Su objetivo? Comprender, estudiar y predecir el comportamiento humano. El modelo, que se basa en sólidos conceptos matemáticos y se demuestra mediante simulaciones, permite prever y explicar una serie de fenómenos cognitivos y reacciones de comportamiento. La investigación, disponible en su totalidad en el Journal of Theoretical Biology, también abre el camino para una gran cantidad de aplicaciones industriales en robótica, inteligencia artificial y el sector de la salud.

Un equipo internacional e interdisciplinario de investigadores, encabezado por David Rudrauf, profesor de la Facultad de Psicología y Ciencias de la Educación de la UNIGE, estaba interesado en producir una teoría psicológica que funcionara sobre el modelo desarrollado por las ciencias duras. El objetivo era idear un modelo matemático de la psicología humana para predecir y evaluar el comportamiento humano (lo que para los investigadores es normal y patológico). Más de una década de investigación -la combinación de matemáticas, psicología, neurociencia, filosofía, informática e ingeniería- fue necesaria para construir este modelo teórico de conciencia.

La energía libre determina las opciones

Todos estamos constantemente frente a una serie de opciones, algunas de las cuales son importantes, otras no. Pero ¿Cómo tomamos nuestras decisiones? Hay muchos factores en el trabajo, consciente e inconsciente, que están siempre colisionando cada vez que se toma una decisión. “Construimos un modelo para replicar la toma de decisiones basado en el tiempo, el marco y las percepciones (reales e imaginarias) que están vinculadas a ella”, explica David Rudrauf. “El siguiente paso fue analizar la mejor solución por la que se optaría naturalmente”. Dependiendo de las preferencias personales de un individuo (como la seguridad), e incluyendo diferentes perspectivas reales e imaginarias sobre el mundo, la mente calcula las probabilidades para obtener lo que quiere de la manera más segura posible. Este cálculo de probabilidad, que se deriva de las preferencias y valores personales de un individuo, puede expresarse como energía libre. “Nuestra conciencia utiliza la energía libre para explorar activamente el mundo y satisfacer sus predilecciones imaginando las consecuencias previstas de sus acciones”, dice Karl Friston de la University College de Londres. Dependiendo de la energía libre, el modelo matemático puede predecir los estados de conciencia y comportamiento adoptados por el individuo y analizar sus mecanismos.

Este Modelo de Conciencia Proyectiva analiza las posibles formas de comportamiento de acuerdo a los eventos: si usted encuentra un pastel en la ventana de una tienda ¿lo comprará o continuará su camino? En base a sus preferencias -es decir, si usted fanático de los postres dulce o prefiere la comida salada- el modelo determinará lo que mejor se adapte a su estado de ánimo: predecirá su estado psicológico y comportamiento usando una combinación de geometría proyectiva y cálculo de energía libre.

Comprender y hacer un modelo matemático de la fenomenología de la mente: geometría proyectiva

Como explica Kenneth Williford, profesor de filosofía de la Universidad de Texas: “El objetivo era comprender y modelar las estructuras esenciales de la experiencia consciente”. Daniel Bennequin, profesor del Departamento de Matemáticas de la Universidad de París, añade: “La percepción, la imaginación y la acción son apoyadas por mecanismos inconscientes, descubrimos que la conciencia los integra a través de una geometría específica: la geometría proyectiva”. Los investigadores comenzaron con una síntesis de fenómenos psicológicos, incluyendo fenómenos perceptivos básicos: la ilusión, por ejemplo, de que las vías del tren convergen en la distancia cuando son realmente paralelas. Los científicos fueron capaces de seleccionar la plantilla matemática para modelar esta percepción y la imaginación asociada con ella. “Entonces se trataba de comprender cómo este campo de conciencia está relacionado con el afecto, las emociones y la motivación, así como con la memoria y las intenciones”, dice Rudrauf.

La realidad virtual: un espacio para la experimentación y la investigación

“Una vez definidos los componentes teóricos”, continúa Rudrauf, “los implementamos en programas informáticos y ahora estamos trabajando en conectarlos a la realidad virtual para reproducir un entorno espacial, temporal y emocional lo más cercano posible a nuestro entorno real. “El equipo de investigación es capaz de hacer predicciones sobre el comportamiento jugando con los mecanismos del modelo, perfeccionándolo y acercándolo a la psicología humana. Fue un trabajo a largo plazo: “Pero nuestro objetivo es también dirigir gradualmente la investigación hacia modelos psicopatológicos”, señala Rudrauf.

“Encontramos, por ejemplo, que si privamos al modelo de la facultad de imaginación, se comporta como una persona con autismo. Esto sugiere vías de investigación sobre la importancia de la imaginación y sus mecanismos específicos en el manejo de la enfermedad”. El modelo trabaja sobre un concepto de reciprocidad: los seres humanos se utilizan para probar y reforzar la eficacia del modelo y el modelo se utiliza para experimentar con diferentes casos y fuentes de enfermedades psicológicas en humanos. Los primeros resultados muestran que este primer modelo matemático de conciencia incorporada, incorporando la temporalidad, la espacialización y las emociones, puede predecir una amplia gama de comportamientos humanos conocidos y comprender los mecanismos detrás de ellos. Sin embargo, hay que trabajar para replicar la conciencia humana de la misma manera, ya que todos los posibles tipos de comportamiento deben ser implementados en el sistema matemático. Los investigadores ahora están trabajando en una extensión del algoritmo que producirá máquinas que se pueden adaptar a las reacciones de sus interlocutores y actuar de acuerdo con el principio de reciprocidad empática.

• Artículo original publicado en la revista Journal of Theoretical Biology.
• Con información de Phys.org. 
• Selección, traducción y edición del Colectivo Alterius.