Publicado el 10/05/2015 Por:

Implementación de la arquitectura ACT-R en el cerebro

La arquitectura ACT-R, en la actualidad ACT-R 6 versión 1.4, presupone la existencia de un conjunto de módulos encargados del procesamiento de diferentes tipos de información. Desde su versión 5.0, ACT-R trabaja con varios módulos de procesamiento: un módulo visual, un módulo manual, un módulo declarativo que recupera la información de la memoria y un módulo de metas encargado de mantener las intenciones del sistema actualizadas. El sistema central de producciones se encarga de la coordinación de estos módulos durante la conducta.

Este sistema central no es sensible al procesamiento que se lleva a cabo en el resto del sistema, sino que responde a la información limitada que es depositada en sus buffers. En términos de Fodor (1983), la información está encapsuladada y sólo se intercomunican mediante el tipo de información que comparten y es accesible. Así, no toda la información del campo visual es atendida en un momento dado o no todo el contenido de la memoria semántica es accesible a la conciencia a la vez, sino cuando el sistema la necesita. La arquitectura EPIC (del inglés executive-process/interactive control, proceso-ejecutivo/control-interactivo) de Kieras, Meyer, Mueller y Seymour (1999) adoptó un sistema ejecutivo similar. Se propone que esos procesos tienen un grado de similitud con los sistemas esclavos de la memoria operativa.

El buffer de metas, relacionado entre otras estructuras con el cortex prefrontal dorsolateral (CPFDL), conoce el estado interno del sistema, mientras que el búffer de recuperación, relacionado con la corteza prefrontal ventrolateral (CPFVL), mantiene la información recuperada de la memoria declarativa. Esa distinción entre CPFDL y CPFVL es consistente con muchos hallazgos anteriores.

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El buffer manual es responsable del control motor de la mano y está relacionado con las áreas corticales motoras y somatosensoriales responsables de controlar y monitorizar el movimiento de las mismas. Por otro lado, uno de los buffers visuales se encarga del procesamiento del dónde y analiza localizaciones, relacionado con la vía dorsal del procesamiento visual, y el otro con el procesamiento del qué, analiza los estímulos, relacionado con la vía ventral. Los buffers de los módulos perceptivos y motores están basados en trabajos anteriores de la arquitectura EPIC.

Además de todo lo anterior, la arquitectura ACT-R supone que los ganglios basales y sus proyecciones implementan en el sistema biológico las reglas de producción, de manera que las áreas corticales que conectan con el cuerpo estriado parecen encargarse del reconocimiento de patrones. Éste proyecta sus fibras hacia el globo pálido y éste otro, a su vez, hacia el tálamo, que en última instancia selecciona las acciones de la corteza. Así, tras una determinada respuesta correcta, la activación estriatal inhibe el funcionamiento del globo pálido, que no vuelve a inhibir al tálamo, con lo que la regla de producción que desencadena dicha respuesta correcta se selecciona como respuesta dominante. Se estima que al menos cinco regiones frontales reciben sus proyecciones del tálamo y están controladas por este bucle basal. Regiones todas, que se relacionan neuropsicológicamente con el control de la conducta.

En resumen, el cuerpo estriado reconoce patrones, el globo pálido resuelve los conflictos y el tálamo controla la ejecución de las respuestas. Así, una regla de producción en ACT-R supone un ciclo de procesamiento desde la corteza hasta los ganglios basales y de nuevo a la corteza.

En los últimos años, ACT-R está proporcionando resultados excelentes comparando sus predicciones con los resultados hallados mediante resonancia magnética funcional. Entre otros procesos cognitivos, se han puesto a prueba la torre de Hanoi, diferentes operaciones matemáticas, tareas de planificación y de cambio atencional.

Referencias.

  • Fodor, J.A. (1983). The modularity of the mind.Cambridge,MA: MIT Press/Bradford Books.
  • Kieras, D.E., Meyer, D. E., Mueller, S. y Seymour, T. (1999). Insights into working memory from the perspective of the EPIC architecture for modeling skilled perceptual-motor performance. En P. Shah y A. Miyake (Eds.), Models of working memory: Mechanisms of      active maintenance and executive control (pp. 183–223). Cambridge, England: Cambridge University Press.

Puede consultar el artículo completo en:
Ruiz, Sánchez de León, J.M. y Fernández-Blazquez, M.A. (2011). Arquitecturas cognitivas y cerebro: hacia una teoría unificada de la cognición. International Journal of Psychological Research, 4(2), 38-47.