¿Qué es “computación”?

Las ciencias relacionadas con la conducta, la mente, y el cerebro vivieron un periodo excitante en la segunda mitad del siglo pasado. Gracias a los avances de la informática y a otras no menos importantes circunstancias, los investigadores en estas disciplinas encontraron un modelo aparentemente idóneo para ilustrar cómo funciona el cerebro. Este modelo era el ordenador (para ser más exactos, me refiero a una máquina con la arquitectura clásica de John von Neumann). De pronto el ordenador se había convertido en la metáfora perfecta para representar el funcionamiento del cerebro. En aquellos momentos de entusiasmo seguramente desenfrenado, parecía que los ordenadores eran (en teoría) capaces de llevar a cabo cualquier actividad de las que típicamente desempeñan nuestros cerebros: realizar operaciones matemáticas, utilizar el lenguaje, reconocer objetos visualmente, orientarse en el espacio… Fruto de la sinergia entre disciplinas, y amparándose fuertemente en la identificación de los procesos cerebrales con el funcionamiento de los ordenadores, nacía la psicología cognitiva en los años 60-70.

Pero, me pregunto ahora, ¿qué es “eso” que hace un ordenador, y que supuestamente tiene la misma naturaleza que los procesos cerebrales? La respuesta es “computación”. Sirva, pues, este post para exponer a grandes rasgos en qué consiste la computación en el contexto de las ciencias cognitivas.

En primer lugar, el ordenador es un sistema de procesamiento de información. Esto significa que la información entra en el sistema (input), es transformada por el sistema, y lo abandona una vez ha sido tratada (output). Si interpretamos el comportamiento humano en estos términos, vemos el evidente paralelismo: por ejemplo, en clase de matemáticas el profesor pide al alumno que lea el enunciado de un problema (esa información es el input que entra en el sistema); entonces el alumno realiza un cálculo aritmético (es decir, transforma la información que ha entrado en el paso anterior); y finalmente emite su respuesta al problema (ésta es la información resultante de la transformación, que es devuelta como output). Lo que ha ocurrido entre el input y el output es computación. Y de momento, la metáfora del ordenador parece funcionar.
Pero vamos a concretar más. Afortunadamente, aquella psicología cognitiva enamorada de la metáfora del ordenador entendía la computación en unos términos relativamente precisos:

Representaciones
En un ordenador, la información tiene forma de representaciones simbólicas. Un símbolo es una unidad con significado, que designa unívocamente a un referente, la entidad representada. Por ejemplo, el símbolo € se usa para representar dinero (específicamente, en una unidad monetaria llamada “euro”). Por lo tanto, el símbolo € tiene como referente el propio concepto de “euro”, o de “dinero”, en un contexto más amplio.

Es muy importante darse cuenta de que las representaciones designan a objetos o clases de objetos que no están inmediatamente accesibles o presentes “dentro” de la cabeza (ni dentro del ordenador): por eso mismo decimos que son representaciones (y es que no habría necesidad de representar algo que ya estuviera presente). Es obvio que no por escribir el símbolo del euro, €, aparecerá mágicamente la entidad a la que éste designa, es decir, el dinero. El símbolo representa al dinero porque el símbolo no es directamente dinero. Éste es el verdadero poder y utilidad de las representaciones: sirven para designar objetos aunque éstos no estén presentes. Por ejemplo, cuando pienso en una persona que no tengo delante en este momento, podríamos decir que estoy activando mi representación mental de esa persona. La misma representación se activará en diferentes situaciones al pensar en el mismo referente.

Transformaciones acorde a un sistema de reglas formales
Las representaciones simbólicas no son más que la materia prima para la computación. El sistema computacional (cerebro, ordenador) toma esos símbolos y realiza ciertas operaciones con ellos. Estas operaciones consisten en la aplicación de reglas formales, a menudo expresadas en lenguaje matemático, y con las siguientes particularidades (entre otras):

  • Una regla formal siempre está bien definida y es inequívoca. Pensemos de nuevo en los ordenadores. Sabemos que si abrimos una hoja de cálculo y aplicamos la regla “multiplicar por 2” sobre una celda con un número válido, el resultado será siempre perfectamente predecible.
  • Las reglas son abstractas. En principio, funcionan independientemente del soporte físico que las esté implementando (el hardware). Obviamente, las características de este soporte físico (los circuitos de un microprocesador, las neuronas de un cerebro) van a imponer algunas restricciones al tipo de reglas que pueden ejecutarse en dicho soporte. Pero, y aquí viene lo importante, estas limitaciones no están descritas a este nivel computacional. Por consiguiente, la misma regla puede operar en soportes físicos muy distintos: en un PC y en un Mac. O en un ordenador y en un cerebro.
  • Un sistema de reglas formales ignora normalmente el significado de los símbolos que está manipulando (es decir, sus referentes). Por ejemplo, la operación de multiplicar es exactamente la misma, independientemente de si la ejecutamos sobre unos números u otros.
    Otro ejemplo más interesante de esta propiedad: para la psicología cognitiva, la sintaxis de un idioma es considerada un conjunto de reglas formales, a partir de las cuales podemos construir frases como “el perro se marchó corriendo“. Ahora bien, dado que tanto “perro” como “armario” son sustantivos, el sistema puede aplicar las mismas reglas sintácticas sobre ambos, para dar lugar a una frase distinta, “el armario se marchó corriendo“, que es una frase válida desde el punto de vista formal. El significado de “perro” o “armario” (los referentes) es irrelevante en un sistema de reglas formales.
  • Las reglas se aplican en orden sucesivo, es decir, serialmente. El resultado de una operación sirve como input a la siguiente operación en la lista. A una serie finita de operaciones que completa un determinado objetivo lo llamamos algoritmo, y lo representamos habitualmente con diagramas de flujo o líneas de código en un programa informático.

Veamos un ejemplo de algoritmo:
Imaginemos que queremos sumar dos números de dos dígitos cada uno, 36 y 47. Esta es una operación relativamente sencilla, pero podemos dividirla en pasos más pequeños, sucesivos y ordenados.

1.    Input: se introducen los números que van a ser sumados, 36 y 47.
2.    Suma los dos números de la columna derecha (6+7 = 13).
3.    Escribe el último dígito del resultado (3).
4.    Almacena en la memoria el primer dígito del resultado (1).
5.    Suma los dos números de la columna izquierda (3+4 = 7).
6.    Suma a este resultado el número que almacenaste en el paso 4 (7+1 = 8).
7.    Escribe el resultado del paso anterior en la columna izquierda (8).
8.    Output: Se da como respuesta al problema la concatenación de los resultados de los pasos 7 y 3, leídos de izquierda a derecha (83).
9.    Fin.

Estos pasos aquí descritos podrían servir para escribir un programa de ordenador capaz de realizar cualquier suma de dos números de dos o menos cifras. Veamos si cumplen las condiciones antes expuestas. Primero, las reglas formales se aplican indistintamente del significado (referente) de los símbolos sobre los que operan: el mismo programa sirve para sumar 14+26 y para sumar 54+20. Además, algunos pasos operan sobre el resultado de pasos anteriores (serialmente). Por eso es necesario establecer un orden adecuado de las operaciones, ¡de lo contrario el resultado saldrá mal! Por último, cada paso es una regla lo bastante abstracta como para ser implementada en soportes físicos muy diferentes: podría servir, como se ha dicho, para hacer funcionar un programa de ordenador; pero también podría servir para realizar operaciones con lápiz y papel, o incluso para hacer estas cuentas “de cabeza”.

¿Es el cerebro un ente computacional?
Espero que haya quedado ilustrado, pese a mis necesarias pero peligrosas simplificaciones, el concepto de computación que se ha venido usando en la psicología cognitiva tradicional. Se trata, resumiendo, de la aplicación de reglas formales y discretas, serialmente, sobre representaciones simbólicas. Exactamente la clase de tarea que desempeñan los ordenadores (o, para el caso, una calculadora básica).
La posibilidad de que el cerebro funcionase de esta precisa manera fue, como dije, abrazada con entusiasmo. Con el tiempo esta visión se ha matizado muchísimo. No obstante, creo que buena parte de los llamados científicos cognitivos (incluyo a los psicólogos cognitivos, a los neurocientíficos, a los expertos en inteligencia artificial…) admiten esta descripción, aunque sólo sea en parte.

La cuestión que ahora me interesa es: ¿Existen alternativas a esta historia que os he contado? En otras palabras, ¿podría existir una cognición sin computación? La respuesta es que sí, podría existir, o al menos es lo están defendiendo algunos investigadores. Pero esto lo dejaremos para otro día.

Lecturas para profundizar:
Boden, M. (2006). Mind as machine: A history of cognitive science. Oxford, UK: Oxford University Press.
Gardner, H. (1985). The Mind’s New Science: A History of the Cognitive Revolution. New York: Basic Books.

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Acerca de Fernando Blanco

Experimental Psychologist. Believe it or not, this is fun!
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4 respuestas a ¿Qué es “computación”?

  1. Héctor dijo:

    Buen artículo Fernando. Por cierto, no estaría mal colocar un enlace desde psicoteca a esta página.

    http://www.ucm.es/info/psclinic/guiareftrat/index.php

    Acaba de salir y está muy bien, hace una síntesis clara y ordenada de las actuaciones de elección según la evidencia disponible para los diferentes trastornos. Echadle un vistazo, merece la pena.

    • Caramba, Héctor, parece que está bastante documentado y sobre todo se nota el esfuerzo por hacerlo sistemático. He estado mirando algunos ejemplos de trastornos y las recomendaciones terapéuticas que hace. Buen apunte, gracias.

  2. Pingback: El regulador centrífugo y los peligros de asumir computación “por defecto” | Psicoteca

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