Para responder a esta pregunta, lo primero que hay que recordar es que hay muchos niveles de análisis del cerebro humano que proporcionan información sobre los modelos cognitivos que utilizamos para describir la cognición espacial. Daré ejemplos de lo que sabemos a partir de tres niveles.
Micro Neuroanatomía: hay varias neuronas individuales diferentes que responden a diferentes propiedades del espacio. Un ejemplo, colocar células, responder cuando un organismo se encuentra en una región determinada de un entorno (por ejemplo, en la esquina). Cuando el organismo sale de esa región, una celda de lugar diferente disparará. Cuando el organismo abandona el medio ambiente (por ejemplo, una sala), las celdas del lugar se reasignarán para disparar en una región aleatoria de la nueva sala. Si el organismo regresa al entorno original, las celdas de lugar volverán a la asignación original. Las células de lugar tienen campos de respuesta similares a las neuronas en la corteza visual que disparan en respuesta a líneas de cierta orientación: disparan con mayor fuerza cuando están en el centro de su región y menos en regiones adyacentes a la que “prefieren”, mientras que otras Coloca las células de fuego con más fuerza. Otros ejemplos de neuronas individuales que se activan en respuesta a diferentes propiedades del espacio son las células de dirección de la cabeza, que se activan cuando la cabeza del organismo está en una dirección determinada; y celdas de la cuadrícula, que se activan con una periodicidad dada que difiere entre las diferentes celdas de la cuadrícula (es decir, algunas se activan con mucha frecuencia a medida que el organismo se desplaza a través del espacio, mientras que otras se activan más lentamente).
Entonces, en este nivel de análisis, el organismo tiene información sobre su ubicación dentro de una habitación en el espacio, algunos parámetros de su cuerpo en el espacio y cierta información sobre cómo se mueve a través del espacio.
Neuroanatomía: dos piezas de información sobre la estructura y la función del cerebro informan nuestro modelo cognitivo. La primera es que hay dos estrategias principales que los organismos tienen para representar y aprender un entorno espacial. La primera estrategia es apoyada por la red de estímulo-respuesta, incluido el núcleo caudado. Esta red admite el aprendizaje de “respuesta” cuando un organismo simplemente aprende la asociación entre un lugar específico en un entorno y la respuesta asociada con ese lugar para llegar a algún lugar. Por ejemplo, cuando veo un McDonald’s en la Ruta 443, doblo a la derecha para llegar al banco. La segunda estrategia es apoyada por el hipocampo y se llama aprendizaje de “lugar”. Esta estrategia en realidad implica aprender una representación similar a un mapa de un entorno que incluye distancias y direcciones entre lugares (incluso si esos lugares no se recorrieron directamente. Por ejemplo, cuando voy de mi casa a la casa de mi amigo John, y luego de John casa al bar, he usado una estrategia de aprendizaje de lugar si puedo navegar directamente de regreso desde el bar a mi casa (suponiendo que nunca he viajado de esta manera antes). Si hubiera usado una estrategia de aprendizaje de respuesta, habría para dar marcha atrás a la casa de John para ir a casa.
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La segunda información que obtenemos de la neuroanatomía es que hay regiones en la corteza visual superior que procesan directamente las escenas y las unen en representaciones espaciales integradas. El área del lugar parahipocampal (PPA) y el complejo retrosplenial (RSC) cumplen estas tareas. El PPA responde muy fuertemente cada vez que el sistema visual (en humanos) encuentra una escena; El RSC responde de una manera que sugiere que sabe cuándo se está viendo la misma escena desde un ángulo diferente, o si está viendo una escena completamente nueva y diferente. Actualmente, los investigadores están descubriendo cómo el cerebro integra esta información en una representación espacial integrada.
Comportamiento – Entonces, conductualmente, ¿cómo entendemos cómo las personas aprenden los entornos? Sabemos algunos hechos diferentes, pero el trabajo teórico para unirlos todavía se está haciendo. Esto es lo que sabemos:
1) El aprendizaje espacial se produce con las orientaciones preferidas. Intente pensar dónde quiere ir en un entorno familiar, pero gire el mapa en su cabeza 90 grados. Su representación del entorno es desde un punto de vista fijo, y requiere un esfuerzo mental serio para calcular las direcciones desde cualquier otro.
2) Aprendemos diferentes piezas de información espacial más o menos simultáneamente. Aprendemos rutas por el entorno por el que viajamos al mismo tiempo que aprendemos puntos de referencia en esas rutas, y al mismo tiempo aprendemos las propiedades espaciales entre ellas. A menudo aprendemos los puntos de referencia primero, y las cualidades espaciales de “mapa” surgen más tarde, pero todas se desarrollan en el aprendizaje más o menos simultáneamente.
3) Hay grandes diferencias individuales en la estrategia y la eficacia en el aprendizaje espacial. Algunos de nosotros navegamos naturalmente, con poco esfuerzo para hacer mapas de lugares en los que hemos estado una vez. Otros luchan incluso con seguir instrucciones simples.
4) La navegación y la representación de entornos espaciales es compleja, y abarca la memoria de trabajo, la atención, el buen uso de la estrategia, la metacognición y las capacidades espaciales. No entendemos completamente cómo estas habilidades cognitivas se combinan para crear la propia capacidad de navegación, pero ciertamente todas están involucradas.