Neurociencia

Nuestro cerebro es una máquina de predicción del futuro

cerebro predice futuro

Nuestro cerebro funciona parecido a la función de autocompletar del teléfono: está constantemente tratando de adivinar la siguiente palabra cuando escuchamos un libro, leemos o mantenemos una conversación. A diferencia de las computadoras de reconocimiento de voz, nuestros cerebros constantemente hacen predicciones en diferentes niveles, desde el significado y la gramática hasta los sonidos específicos del habla. Esto es lo que investigadores del Instituto Max Planck de Psicolingüística y el Instituto Donders de la Universidad de Radboud descubrieron en un nuevo estudio. Sus hallazgos se publican en PNAS.

El cerebro evoca predicciones, comprobado en laboratorio

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“.

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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 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, de hecho, revelan 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 trata con información inesperada, pero luego en situaciones naturales que son mucho menos predecibles“.

El cerebro aprende a completar frases futuras

Los investigadores analizaron la actividad cerebral de personas que escuchaban historias de Hemingway o sobre Sherlock Holmes. Al mismo tiempo, analizaron los textos de los libros utilizando modelos informáticos, las llamadas redes neuronales profundas. De esta manera, pudieron calcular para cada palabra cuán impredecible era.

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, todo el mundo sabe que a veces puedes predecir el idioma que viene. Por ejemplo, tu cerebro a veces automáticamente ‘llena el espacio en blanco’ y mentalmente termina las oraciones de otra persona, por ejemplo, si comienza a hablar. muy lentamente, tartamudean o son incapaces de pensar en una palabra. Pero lo que hemos demostrado aquí es que esto sucede continuamente. Nuestro cerebro está constantemente adivinando palabras; la maquinaria predictiva siempre está encendida“.

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El cerebro funciona como el software de reconocimiento de voz

De hecho, nuestro cerebro hace algo comparable al software de reconocimiento de voz. Los reconocedores de voz que usan 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, pero para las percepciones visuales y auditivas, como la música“.

Fuente y referencias

Fuente original: Instituto Max Planck

Referencia del estudio:

Micha Heilbron, Kristijan Armeni, Jan-Mathijs Schoffelen, Peter Hagoort, Floris P. de Lange. A hierarchy of linguistic predictions during natural language comprehensionProceedings of the National Academy of Sciences, 2022; 119 (32) DOI: 10.1073/pnas.2201968119

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