Why your brain loves to get feedback

A meeting with an artist gets Tom Stafford thinking about the essence of intelligence. Our ability to grasp, process and respond to information about the world allows us follow a purpose. You could say it’s what makes us, us.


In Tim Lewis’s world, bizarre kinetic sculptures move, flap wings, draw and even walk around. The British artist creates mechanical animals and animal machines - like Pony, a robotic ostrich with an arm for a neck and a poised hand for a head – that creak into life in a way that can seem unsettling, as if they have a strange, if awkward, life of their own. His latest creations are able to respond to the environment, and it makes me ponder the essence of intelligence – in some ways revealing what makes us, us.

I met Tim on a cold Friday afternoon to talk about his work, and while talking about the cogs and gears he uses to make his artwork move, he made a remark that made me stop in my tracks. The funny thing is, he said, all of the technology existed to make machines like this in the sixteenth century - the thing that stopped them wasn't the technical know-how, it was because they lacked the right model of the mind.

What model of the mind do you need to create a device like Tim's Jetsam, a large wire mesh Kiwi-like creature that forages around its cage for pieces of a nest to build. The intelligence in this creation isn't in the precision of the craftwork (although it is precise), or in the faithfulness to the kind of movements seen in nature (although it is faithful). The intelligence is in how it responds to the placing of the sticks. It isn't programmed in advance, it identifies where each piece is and where it needs to go.

This gives Jetsam the hallmark of intelligence – flexibility. If the environment changes, say when the sticks are re-scattered at random, it can still adapt and find the materials to build its nest. Rather than a brain giving instructions such as "Do this", feedback allows instructions such as "If this, do that; if that, do the other". Crucially, feedback allows a machine to follow a purpose – if the goal changes, the machine can adapt.

It’s this quality that the sixteenth century clockwork models lacked, and one that we as humans almost take for granted. We grasp and process information about the world in many forms, including sights, smells or sounds. We may give these information sources different names, but in some sense, these are essentially the same stuff.

Information control

Cybernetics is the name given to the study of feedback, and systems that use feedback, in all their forms. The term comes from the Greek word for "to steer", and inspiration for some of the early work on cybernetics sprang from automatic guiding systems developed during World War II for guns or radar antennae. Around the middle of the twentieth century cybernetics became an intellectual movement across many different disciplines. It created a common language that allowed engineers to talk with psychologists, or ecologists to talk to mathematicians, about living organisms from the viewpoint of information control systems.

A key message of cybernetics is that you can't control something unless you have feedback – and that means measurement of the outcomes. You can’t hit a moving target unless you get feedback on changes to its movement, just as you can’t tell if a drug is a cure unless you get feedback on how many more people recover when they are given it. The flip side of this dictum is the promise that with feedback, you can control anything. The human brain seems to be the arch embodiment of this cybernetic principle. With the right feedback, individuals have been known to control things as unlikely as their own heart rate, or learn to shrink and expand their pupils at will. It even seems possible to control the firing of individual brain cells.


But enhanced feedback methods can accelerate learning about more mundane behaviours. For example, if you are learning to take basketball shots, augmented feedback in the form of "You were 3 inches off to the left" can help you learn faster and reach a higher skill level quicker. Perhaps the most powerful example of an augmented feedback loop is the development of writing, which allowed us to take language and experiences, and make them permanent, solidifying it against the ravages of time, space and memory.

Thanks to feedback we can become more than simple programs with simple reflexes, and develop more complex responses to the environment. Feedback allows animals like us to follow a purpose. Tim Lewis's mechanical bird might seem simple, but in terms of intelligence it has more in common with us than with nearly all other machines that humans have built. Engines or clocks might be incredibly sophisticated, but until they are able to gather their own data about the environment they remain trapped in fixed patterns.

Feedback loops, on the other hand, beginning with the senses but extending out across time and many individuals, allow us to self-construct, letting us travel to places we don't have the instructions for beforehand, and letting us build on the history of our actions. In this way humanity pulls itself up by its own bootstraps.

Tomado de: http://www.bbc.com/future/story/20130226-why-your-brain-loves-feedback/2

El pasado es una invención de la memoria: Cómo la mente edita los recuerdos

La memoria al repasar un recuerdo edita la realidad y transforma el pasado según el estado del presente: tal que lo que vivimos –siempre incierto, nunca objetivo– está permanentemente siendo modificado en una construcción dinámica del ser.

Como bien supeiron artistas como Marcel Proust o Wallace Stevens, la memoria es una forma de imaginación, y al recordar recreamos lo que vivimos a veces hasta el punto de almacenar recuerdos completamente falsos. Un ejemplo de esto es lo que le ocurrió al famoso escritor y médico Oliver Sacks, quien en su autobiografía relata vívidamente haber experimentado la explosión de una bomba en su patio trasero durante la Segunda Guerra Mundial en Londres. Un recuerdo que su hermano le hizo ver que era falso –o la reconstrucción dramática basada en otro recuerdo en el que ciertamente ninguna bomba explotó. Otro caso interesante es el de publicidad que logra invadir la psique para hacer pensar a los consumidores que una pauta que vieron en realidad es un recuerdo que vivieron, formando de esta forma una complicidad emocional inconsciente con un producto.

En un experimento reciente realizado por psicólogos de Harvard, se pidió a un grupo de voluntarios que se destuvieran dentro de algunas exhibiciones en un museo. Se tomó fotos de estas exhibiciones, las cuales fueron mezcladas con fotos de exhibiciones dentro del mismo museo en las que los participantes no se detuvieron. Luego se les pidió a los voluntarios que vieran estas imágenes y que dijeran que exhibiciones habían visto.  De manera esperada, en algunos casos exhibiciones que no habían sido vistas fueron tomadas como si sí hubieran sido presenciadas. Pero lo más interesante ocurrió en una tercera sesión en la que se volvió a mostrar imágenes; en este caso las exhibiciones no vistas, que ya habían sido recordadas (aunque falsamente) como vistas en la segunda sesión fueron reforzadas y tomadas como verdaderas con mayor asertividad.

Los investigadores sugieren que la memoria es un sistema dinámico modificándose constantemente. Y si la memoria en cierta forma define quiénes somos, entonces nuestro ser es una construcción mental, una obra en progreso. La forma en la que decidimos recordar –consciente o inconscientemente– determina en buena medida cómo afrontamos las situaciones presentes y cómo nos proyectamos hacia el futuro. El acto de almacenar información está influido por nuestras emociones y nuestros deseos; difícilmente es un acto de almacenamiento puro de información –por lo cual el estado mental en el que almacenamos en primera instancia pero también cada vez que recordamos y recreamos esa memoria influye en la “sustancia” misma de la información. Según Jonah Lehrer:

Aunque nos gusta pensar en nuestras memorias como impresiones inmutables, de alguna forma separadas del acto de recordarlas, en realidad no lo están. Una memoria es tan real como la última vez que la recordaste. Lo que es un poco perturbador es que no podemos más que pedir prestadas nuestras memorias de otros lugares, así que el anuncio de televisión que vimos se convierte en nuestro, parte de esa narrativa personal que repetimos y recontamos.

Lo que implica esto es que si acaso un hecho ocurrió de cierta forma, con una realidad objetiva, esta realidad está por siempre comprometida por la memoria humana que proyecta su propia naturaleza psíquica, que mezcla la información con el acto de observar y con todos su archivos (miedos, traumas, ensueños, etc.). De aquí que podamos decir que el pasado es una invención de la memoria, una trama elusiva que se vuelve a tejer con cada mirada en el espejo retrovisor (algo que puede explorarse a mayor profundidad viendo la interesantísima película Mr. Nobody, una reflección cuántica de la memoria y las líneas de tiempo que se bifurcan). Asimismo esto es una muestra de por qué algunas psiocterapias en las que un sujeto revive sus memorias pueden ser tan efectivas, porque efectivamente modifican lo vivido. Por ejemplo, en el sistema de Carlos Castaneda era fundamental realizar una recapitulación de todo lo vivido. Y de una manera menos esotérica, el poder que tiene la mirada de alguien que reflexiona sobre su vida después de haber logrado cierto entendimiento o que lo hace desde un estado de conciencia elevado: desde ese nodo, desde ese alto valle de conciencia, transforma su pasado un poco en cómo es él en ese momento. Desde esa claridad, desde esa apertura, el pasado cobra una nueva luz.  

Todo esto es también altamente estimulante ya que nos permite redimirnos –y vindicarnos de la tiranía de la historia.  Tal vez no fuimos quienes quisieramos haber sido –y por lo tanto nuestra psique es un pesado bául (el pasado) que llevamos a todos lados (en el sentido freudiano de que la infancia y nuestra relación con nuestros padres es destino), quitándonos la mecha de agilidad del presente. Pero por suerte, como si fuéramos el guionista de nuestra propia película, a la manera de Charlie Kaufman, podemos viajar en el tiempo y modificar lo que vivimos, o, lo que es más importante, cómo lo vivimos. También podemos saciar aquella nostalgia de lo que no fuimos (esa sed onírica tan característica de Pessoa), descubriendo que todo sucedió, que tomamos todos los caminos (en esa encrucijada supuestamente definitiva, sendero del estigma).  Saber que la forma en la que miramos lo que sucedió, en la luz del recuerdo, determina cómo existe en nosotros lo sucedido, nos habla de la posibilidad de refundar el mundo. Cada mirada reinventa la realidad y en cada momento podemos refrescarnos hasta el punto de renacer (al menos simbólicamente).

Tomado de: http://pijamasurf.com/2013/02/el-pasado-es-una-invencion-de-la-memoria-como-la-mente-recrea-lo-que-vivio/

La importancia de la imitación en el aprendizaje: las neuronas espejo. Conferencia Dr. Mario A. Vestfrid

Tecnología o trampas a la memoria

No hay acuerdos respecto a qué tanto afecta nuestra memoria el uso constante de tecnología.

Alguien dijo hace poco que a teléfonos cada vez más inteligentes, mentes cada vez más estúpidas.


Hay gente que opina que la facilidad con que los datos se almacenan en las memorias artificiales, sea celular, tableta o computador, es directamente proporcional a la velocidad con que la memoria humana pierde agilidad para los datos que, hasta hace un tiempo, eran asunto de rutina.

La discusión al respecto no es nueva. Nació con el desarrollo de internet y su infinita capacidad de saberlo todo.

El neurólogo Luis Alfredo Villa no cree que almacenar todos los datos importantes en un teléfono haga que se atrofie la memoria humana.

"Si una persona se acuerda de en qué barrio fue el último atraco, o con qué se cortó un dedo la última vez, significa que está almacenando en su memoria los datos importantes, aquellos que le ayudan al cerebro a protegerse. Que una persona olvide teléfonos de amigos cercanos no tiene problema, porque para esto están los dispositivos. De hecho, saber utilizar y administrar estos aparatos es, de por sí, un ejercicio de memoria más importante".

Este especialista afirma que saberse un número teléfono no es un factor protector de la memoria. "Einstein utilizaba el mismo suéter verde todos los días, tenía siete iguales. Él decía que había otras formas para aprovechar la memoria. Si se puede ahorrar esfuerzo mental, para eso se inventaron estos dispositivos".

Diego Rosselli, también neurólogo, tiene una mirada distinta. Opina que delegar tantas tareas del cerebro a los dispositivos puede tener un efecto en la evolución. "Los muchachos de hoy dicen que ya no tienen que aprenderse nada porque para eso está Wikipedia. El efecto que esto tenga en las capacidades mentales del ser humano tardará un poco en demostrarse, pero soy un convencido de que al cabo de un tiempo, esto hará que la manifestación de las enfermedades de la memoria, se presente más rápidamente".

En algo están de acuerdo estos especialistas. La memoria se debe ejercitar, como cualquiera de los órganos vitales, hay que mantenerlo activo para que conserve sus funciones al día.

La actividad intelectual es para ellos insustituible. "Es probable que un pensionado que se dedica solo a ver televisión pierda la memoria más rápidamente que otro que conserve el hábito de la lectura", dice Rosselli.

Para Villa una buena idea es ponerse retos mentales, la lectura es el mejor de ellos. "Desde que se entra en la parte media de la vida, entre los 40 y los 50 años, la mejor actividad es la lectura. Adicionalmente se recomienda una dieta alta en antioxidantes, que son los que protegen la vida de las neuronas, además de que son aconsejados para la salud cardiovascular", concluye el especialista n

"Los cerebros que mejor se preservan del paso del tiempo son los que tienen actividad intelectual durante toda la vida".

Tomado de: http://www.elcolombiano.com/BancoConocimiento/T/tecnologia_o_trampas_a_la_memoria/tecnologia_o_trampas_a_la_memoria.asp

Learning is the key to fear eradication

Scientists at the University of Amsterdam (UvA) have discovered that fear responses can be erased by making people learn something new whilst retrieving their fear memories. The researchers, whose work has been published in the journal Science, found that whereas patients who are treated with conventional cognitive behavioural therapy (CBT) often regain their fears, fear responses did not return to participants who underwent this new technique.

In order to test whether or not participants had learned anything new, the team employed a strategy of prediction error; a situation in which a subject’s anticipation of what is going to happen is incongruous with what takes place in actuality. After using conditioning to create fear anticipation and responses, the scientists combined learning with the beta blocker propranolol to erase those fear responses. Even when they tried to reintroduce these responses, the researchers found that the fears did not return.

In an interview with ScienceOmega.com, participating researcher Professor Merel Kindt explained how this new strategy could eventually be used to help patients with conditions such as anxiety and post-traumatic stress disorder (PTSD)…

How does the technique that you have developed differ from today’s CBT?

Traditional CBT makes use of extinction learning. The idea is that the new memory formed through this technique regulates and suppresses the original fear memory, thereby reducing the previously learned fear response.

In contrast, we set out to weaken the underlying fear memory. We engineered a situation in which there was something to be learned. Using prediction error, we created a mismatch between what participants were anticipating and what actually happened. When they learned that their environment was in some way different to what they had been expecting, their fear memory was destabilised. This is an important factor because if the memory trace is not destabilised, there can be no break in synthesis. In turn, the propranolol prevents this break from being repaired and the fear response does not return.

Do you understand why learning is so important to the eradication of fear responses? How are the two processes connected?

Think about the function of memory. We learn a lot of things and our ability to retrieve these pieces of information is really helpful. If we were not able to do this, we would have to constantly relearn what we learned previously. Memories need to be stable from a functional perspective. If the environment doesn’t change, why would a related memory trace be altered or erased? The only reason for a memory to be altered is if the environment is found to have changed.

So the memory relates to something that you believe to be true, and by learning that things are different, your fear response is modified…

Yes. People usually talk about memory in terms of easily recallable declarative memory: facts or knowledge. However, the largest proportion of human memory expresses itself through behaviour, performance, fear, etc. This type of memory is often called emotional memory. It is important to note that our technique only erases fear responses, i.e. components of fear memory.

In our last paper, we manipulated the different conditions and we demonstrated that when nothing has been learned, the propranolol does not erase the fear response. However, when participants who had learned a fear the day before were administered propranolol, they retrieved what they had learned but without the fear response. Of course, this situation is largely artificial. Essentially, we have conducted an experimental study to show the causal relation between prediction error and fear erasure.

What are the next steps for your research?

The next step is to test this procedure in patients with anxiety disorders. We are in the process of designing two studies: one for patients suffering from PTSD and another for a group with panic disorder. We are now at the experimental phase whereby we search for the optimal procedure and run randomised controlled trials (RCTs) to see whether this technique remains effective in patients. Of course, we cannot yet say with any certainty whether or not this will be the case. After all, our laboratory investigations have been conducted on healthy participants. One can only assume that the fear responses of real patients will be much stronger and more complex than the artificial responses that we manufactured in the laboratory.

Even so, the results that we have so far obtained from lab tests are much stronger and more convincing than those related to extinction learning, and extinction learning is the current experimental model used in CBT. For this reason, we are quite confident that our technique will prove to be effective. 

Tomado de: http://www.scienceomega.com/article/827/learning-is-the-key-to-fear-eradication

¿Podríamos agotar nuestra memoria?

Sí, pero sólo en cierto modo. La memoria depende de la formación de nuevas conexiones neuronales y el cerebro tiene un número finito de neuronas y un espacio limitado en el que añadir más conexiones entre ellas. Sin embargo, un cerebro sano nunca deja de aprender.

En realidad no existe tal cosa como "un recuerdo". Cuando evocamos un hecho o un acontecimiento que nos pasó a nosotros, esto se traduce en redes de células interconectadas.

A veces, si no podemos recordar un evento de una manera, podemos traerlo a la mente por medio de conexiones diferentes.

A medida que envejecemos y tenemos cada vez más cosas que recordar, las conexiones se vuelven más complejas. Incluso, cuando nuestro cerebro está sobrecargado, se utilizan las mismas neuronas para varios recuerdos de maneras muy flexibles.

Así, es posible que seamos más propensos a confundir acontecimientos o a tener dificultades en recordar, pero en realidad no podemos decir que "nos hemos quedado sin memoria".

Tomado de: http://www.publimetro.cl/nota/vida/podriamos-agotar-nuestra-memoria/xIQmbm!Ehm18tbbi7Tho/

INVITACIÓN. II Encuentro de la RILCC y I Simposio en Ciencia Cognitiva

PROGRAMA DE ACTIVIDADES

Human memory study adds to global debate

An international study involving researchers from the University of Adelaide has made a major contribution to the ongoing scientific debate about how processes in the human brain support memory and recognition.


The study used a rare technique in which data was obtained from within the brain itself, using electrodes placed inside the brains of surgery patients. Obtained in Germany, the data was sent to the University of Adelaide's School of Psychology for further analysis using new techniques developed there. 

The results are published today in the Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). "Being able to understand how human memory works is important because there is a range of conditions that affect memory, such as Alzheimer's disease, head injury, and ageing," says Professor John Dunn, 

Head of the School of Psychology at the University of Adelaide and a co-author of the study, which was led by researchers at the universities of Cambridge, UK, and Bonn, Germany. "Scientists know a lot about memory from years of study, but there is an ongoing debate about how certain mechanisms in the brain process memory, and how those mechanisms work together. "What we're looking at is how the human brain processes 'recognition memory', which is our ability to recognise people, objects or events that we've encountered in the past.

" The debate has centered on two key regions in the brain: the hippocampus, which is very important to memory and is one of the first regions of the brain to suffer damage from Alzheimer's disease; and the perirhinal cortex, which receives sensory information from all of the body's sensory regions. "The debate is whether or not these two regions work in the same or different ways to support memory and recognition Studies over the years have led to both conclusions," 
Professor Dunn says. 

He says this new study, which uses data from inside the brain instead of from electrodes on the scalp, far from the critical regions, revealed that different processes are at work in the hippocampus and the perirhinal cortex. "Our analysis shows that these regions are responding to and processing memory in two very different ways. The activity levels in those regions changed in different ways according to the amount of information that could be remembered," Professor Dunn says. "This study won't settle the debate once and for all, but it does add weight to those scientists who believe that these two distinct parts of the brain respond to memory in different ways," he says.

Tomado de:  http://medicalxpress.com/news/2013-02-human-memory-global-debate.html#jCp

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