Estudio de la percepción mediante un paradigma de bucle cerrado
El estudio de cómo los seres humanos perciben el mundo se divide en dos campos contrapuestos. En el campo de la percepción de bucle abierto, se cree que la percepción surge a partir de representaciones internas desencadenadas por estímulos externos. Por el contrario, el campo de la percepción de bucle cerrado entiende la percepción como el resultado de la interacción y la convergencia continuas entre el cerebro, el cuerpo y el entorno. Entonces, ¿cuál de los dos es el correcto? Esta es la gran pregunta, a la que se trató de dar respuesta en el marco del proyecto HOWPER, financiado con fondos europeos. «Al esclarecer si la percepción funciona según un paradigma de bucle abierto o cerrado, queremos ofrecer una referencia clave para diseñar experimentos e interpretar datos empíricos en neurociencia, psicología y ciencia cognitiva», comenta Ehud Ahissar(se abrirá en una nueva ventana), catedrático de Neurociencias en el Instituto Científico Weizmann(se abrirá en una nueva ventana), entidad coordinadora del proyecto. El proyecto fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana).
Espaldarazo al paradigma de bucle cerrado
El proyecto aunó teoría, experimentación y síntesis, y contó con la participación de investigadores de neurociencia, ciencias cognitivas, robótica y modelización computacional. Su objetivo era ofrecer una comprensión unificada de la percepción, coherente tanto con los datos observacionales como con la modelización del comportamiento. El equipo descubrió que la percepción de los mamíferos funciona como un proceso de bucle cerrado que concuerda con el paradigma del bucle cerrado. Este hallazgo, validado empíricamente tanto en la visión y el tacto humanos como en el tacto de roedores, supone un cambio importante respecto a los modelos tradicionales de percepción de bucle abierto. «El proyecto ha transformado la comprensión fundamental en neurociencia y ciencias cognitivas, al aportar un sólido respaldo empírico y teórico al paradigma de bucle cerrado», explica Ahissar.
Un principio organizador universal de la percepción
La propuesta de la dualidad cerebro-cerebro y cerebro-mundo constituyó otro resultado clave del proyecto. «Este nuevo marco teórico amplía el enfoque de la percepción de bucle cerrado a una teoría más amplia de la estructura cognitiva, al diferenciar e integrar los bucles perceptivos sociales y sensoriales», comenta Ahissar. Los investigadores también hallaron pruebas de que los mecanismos de bucle cerrado no se limitan al procesamiento cortical, sino que además se implementan en los circuitos sensomotores del mesencéfalo, así como en los circuitos sensomotores más básicos del tronco encefálico. Estos descubrimientos indican que el paradigma de bucle cerrado podría ser un principio organizador universal de la percepción en mamíferos.
De la percepción a los sistemas artificiales
Si bien estos hallazgos constituyen un avance revolucionario en la comprensión de la percepción, el equipo del proyecto fue más allá. También examinó cómo estos hallazgos podrían aplicarse al diseño de sistemas artificiales capaces de imitar o simular procesos perceptivos semejantes a los de los seres humanos. Uno de esos sistemas artificiales mejoró la precisión perceptiva mediante interacciones activas, ofreciendo una prueba de concepto para la aplicación de los principios de bucle cerrado en inteligencia artificial y robótica. Según Ahissar, esta línea de trabajo podría contribuir a mejorar las tecnologías asistenciales para personas con discapacidades sensoriales. «Si comprendemos cómo puede construirse o complementarse activamente la percepción, podremos desarrollar métodos más eficaces para transmitir la información sensorial que falta, mejorando la accesibilidad y la calidad de vida», agrega el investigador.
Una teoría cognitiva unificadora
El equipo del proyecto logró avances tanto teóricos como prácticos, desde la demostración experimental de la naturaleza de bucle cerrado de la percepción en mamíferos, hasta el desarrollo de sistemas artificiales perceptivos y la formulación de una teoría cognitiva unificadora. «Al zanjar de una vez el debate inveterado sobre los modelos de percepción de bucle abierto y cerrado, así como al sentar las bases para nuevas aplicaciones revolucionarias, HOWPER ha promovido el conocimiento científico y abierto nuevas posibilidades para las tecnologías asistenciales y la inteligencia artificial», concluye Ahissar. Los investigadores trabajan ya para traducir los numerosos descubrimientos del proyecto en aplicaciones concretas para diversos ámbitos.