Tu cerebro es una máquina de predicción que siempre está activa
El cerebro actúa constantemente como una máquina de predicción, comparando continuamente la información sensorial con las predicciones internas.
Fuente: Instituto Max Planck
Esto está en línea con una teoría reciente sobre cómo funciona nuestro cerebro: es una máquina de predicción, que compara continuamente la información sensorial que recogemos (como imágenes, sonidos y lenguaje) con predicciones internas.
“Esta idea teórica es extremadamente popular en la neurociencia, pero la evidencia existente a menudo es indirecta y restringida a situaciones artificiales”, dice el autor principal, Micha Heilbron.
"Realmente me gustaría entender con precisión cómo funciona esto y probarlo en diferentes situaciones".
La investigación del cerebro sobre este fenómeno generalmente se realiza en un entorno artificial, revela Heilbron. Para evocar predicciones, se les pide a los participantes que miren fijamente un solo patrón de puntos en movimiento durante media hora, o que escuchen patrones simples en sonidos como 'bip bip boop, bip bip boop'.
“Estudios de este tipo revelan, de hecho, que nuestro cerebro puede hacer predicciones, pero no que esto también suceda siempre en la complejidad de la vida cotidiana. Estamos tratando de sacarlo del entorno de laboratorio. Estamos estudiando el mismo tipo de fenómeno, cómo el cerebro maneja la información inesperada, pero luego en situaciones naturales que son mucho menos predecibles”.
Hemingway y Holmes
Los investigadores analizaron la actividad cerebral de personas que escuchaban historias de Hemingway o de Sherlock Holmes. Al mismo tiempo, analizaron los textos de los libros utilizando modelos informáticos del tipo redes neuronales profundas. De esta forma, pudieron calcular cuán impredecible era cada palabra.
Para cada palabra o sonido, el cerebro crea expectativas estadísticas detalladas y resulta extremadamente sensible al grado de imprevisibilidad: la respuesta del cerebro es más fuerte cuando una palabra es inesperada en el contexto.
“Por sí mismo, esto no es muy sorprendente: después de todo, todos sabemos que a veces podemos predecir la próxima palabra. A veces, automáticamente, nuestro cerebro "llena el espacio en blanco" y finaliza mentalmente las oraciones de otra persona, por ejemplo, si comienza a hablar muy despacio, tartamudea o no puede pensar en cierta palabra. Pero lo que hemos mostrado aquí es que esto sucede continuamente. Nuestro cerebro está constantemente adivinando palabras; la maquinaria predictiva siempre está encendida”.
Más que software
“De hecho, nuestro cerebro hace algo comparable al software de reconocimiento de voz. Los reconocedores de voz que utilizan inteligencia artificial también hacen predicciones constantemente y se dejan guiar por sus expectativas, al igual que la función de autocompletar en su teléfono.
“Sin embargo, observamos una gran diferencia: los cerebros predicen no solo palabras, sino que hacen predicciones en muchos niveles diferentes, desde el significado abstracto y la gramática hasta los sonidos específicos”.
Hay una buena razón para el interés continuo de las empresas de tecnología a las que les gustaría utilizar nuevos conocimientos de este tipo para crear un mejor software de reconocimiento de imágenes y lenguaje, por ejemplo. Pero este tipo de aplicaciones no son el objetivo principal de Heilbron.
“Realmente me gustaría entender cómo funciona nuestra maquinaria predictiva a un nivel fundamental. Ahora estoy trabajando con la misma configuración de investigación para las percepciones visuales y auditivas, como la música”.
Sobre esta noticia de investigación en neurociencia
Autor: Oficina de Prensa
Fuente: Instituto Max Planck
Contacto: Oficina de Prensa – Instituto Max Planck
Imagen: La imagen está acreditada a DALL-E, OpenAi – Micha Heilbron
Original Research: Closed access.
“A hierarchy of linguistic predictions during natural language comprehension” by Micha Heilbron et al. PNAS
Resumen
Una jerarquía de predicciones lingüísticas durante la comprensión del lenguaje natural
Comprender el lenguaje hablado requiere transformar flujos acústicos ambiguos en una jerarquía de representaciones, desde fonemas hasta significado. Se ha sugerido que el cerebro usa la predicción para guiar la interpretación de la siguiente entrada de información.
Sin embargo, el papel de la predicción en el procesamiento del lenguaje sigue en disputa, con desacuerdo sobre la ubicuidad y la naturaleza representativa de las predicciones.
Aquí, abordamos ambos problemas analizando las grabaciones cerebrales de los participantes que escuchan audiolibros y utilizando una red neuronal profunda (GPT-2) para cuantificar con precisión las predicciones contextuales.
Primero, establecemos que las respuestas cerebrales a las palabras están moduladas por predicciones ubicuas. A continuación, separamos las predicciones basadas en modelos en distintas dimensiones, revelando firmas neuronales disociables de predicciones sobre categorías sintácticas (partes del discurso), fonemas y semántica.
Finalmente, mostramos que las predicciones de alto nivel (palabras) informan las predicciones de bajo nivel (fonemas), lo que respalda el procesamiento predictivo jerárquico.
Juntos, estos resultados subrayan la ubicuidad de la predicción en el procesamiento del lenguaje, lo que demuestra que el cerebro predice espontáneamente el lenguaje próximo en múltiples niveles de abstracción.
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