Equipos del CSIC estudian la existencia de un modelo universal que demuestre cómo las estructuras materiales construidas por el ser humano han contribuido a su desarrollo cognitivo a lo largo de la historia

¿La evolución de la cultura material está relacionada con el desarrollo de la mente y la racionalidad humana? Este es el punto de partida del proyecto Material Minds. Los investigadores cuentan hasta 2027 y con una financiación de 10 millones de euros, concedida por la convocatoria Synergy Grant del European Research Council (ERC), para responder esta ambiciosa premisa de investigación. Es decir, para demostrar cómo la percepción visual del entorno material que nos rodea influye en nuestra forma de pensar y, por tanto, en cómo comprendemos el mundo y cómo nos organizamos conforme a esa percepción.

Entre 2014 y 2018 investigadores del Instituto de Ciencias del Patrimonio (INCIPIT-CSIC) y del Instituto de Neurociencias, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad Miguel Hernández (IN, CSIC-UMH), hicieron un estudio piloto en el que investigaron la respuesta visual de 113 individuos ante cerámicas pertenecientes a la prehistoria de Galicia. La respuesta cognitiva de esas personas ante las piezas, de diferentes estilos y sociedades que abarcaban desde el 4.000 a.C hasta el cambio de era, demostraron que la construcción del mundo comienza por cómo lo vemos. Diferentes formas materiales provocan diferentes formas de mirar e interactuar, o como señala el director del INCIPIT Felipe Criado Boado: “Los movimientos oculares son la prueba más objetiva de que existe una evolución paralela entre el proceso cognitivo, el desarrollo material y los cambios en la sociedad”. 

Sobre esta base, Felipe Criado y el investigador del IN Luis M. Martínez Otero plantearon este nuevo proyecto, denominado oficialmente como Xscape ERC Synergy Grant Proyect. Una iniciativa a la que se sumó la participación del arqueólogo Johannes Müller, director del Instituto de Arqueología Prehistórica y Protohistórica de la Universidad de Kiel (Alemania), y de Andy Clark, filósofo cognitivo de la Universidad de Sussex (Reino Unido) y coautor del paradigma de la Extended Mind, que sitúa el razonamiento más allá del cerebro, en concreto, en la interacción de este y el cuerpo con el mundo.  

"Nuestro proyecto se enmarca en una línea de pensamiento que propone que la mente emerge a partir de una interacción constante entre el cerebro, el cuerpo y el ambiente", Luis M. Martínez Otero (IN)

Tras el experimento piloto con material cerámico del noroeste peninsular, se iniciaron estudios similares en América y Europa con cerámicas que abarcaban desde el Neolítico hasta la Edad del Hierro (En Europa, desde el 5.000 hasta el 500 a.C). En febrero de 2023, se iniciará la fase experimental en un laboratorio (Material Minds Lab) construido específicamente para este proyecto y que permitirá analizar la interrelación entre cultura material y desarrollo cognitivo. Esta fase experimental espera acabar, aproximadamente en 2025, con experimentos similares con grandes simios para comprobar si comparten sesgos de percepción con los seres humanos y si su comportamiento puede verse influido por la materialidad que les rodea.

Todo parte de ese primer experimento que permitió observa cómo, al igual que paisajes monumentales del Neolítico (como los Alineamientos de Carnac, en Francia) dirigen la mirada hacia la horizontal o al igual que las pirámides de Giza, en Egipto, nos levantan la vista hacia la vertical, la exploración visual de las cerámicas prehistóricas generaba regularidades estadísticas y comportamientos estereotipados. “En nuestro cerebro existen mapas neuronales que fijan un modelo interno que determina la manera en que nos relacionamos con el mundo. Nuestros experimentos demuestran que existe una interacción muy estrecha entre cambios culturales y modelos cognitivos, lo que proporciona una nueva perspectiva sobre cómo la mente permite la transmisión de valores culturales, creencias y costumbres”, explica Boado. 

El mundo está lleno de artefactos construidos por nosotros, los seres humanos: desde pequeños muebles a grandes ciudades. Al interactuar con esos artefactos, como utilizar los dedos o una calculadora para contar, se da inicio a un proceso mental en el que no solo participa el cerebro, sino que pensar hace referencia a la interacción entre cerebro, cuerpo y ambiente; donde se incluyen todos los artefactos. Por tanto, es posible que la manera en que se utilizan los utensilios influya en nuestra manera de razonar: “Puede ser que interioricemos tanto el proceso que pase a formar parte de nosotros mismos, que pasemos a tener mapas mentales perfectamente integrados de todos los artefactos que utilicemos”, señala Martínez Otero. 

Cerámica neolítica que genera una respuesta visual similar al monumento de Stonehenge./ XScape Project.

La relación entre el desarrollo material y el proceso cognitivo a través de la visión incluye de manera implícita un tercer elemento en la ecuación: la complejidad social. Mediante el estudio de 41 subproyectos distribuidos en cuatro continentes (Europa, Asia, África y América), Material Minds trata de correlacionar la manera de percibir los diferentes estilos materiales con contextos sociales particulares. “La percepción no puede separarse de la forma. La forma de los objetos y el patrón de exploración visual que producen han cambiado a lo largo de la historia, y están conectados con el comportamiento cognitivo de la misma forma que lo están con el ámbito social, incluida la complejidad social”, aclara el director del INCIPIT. 

Por tanto, el proyecto parte de una premisa: la manera de pensar y razonar del individuo está influida por su estilo, pautado culturalmente, de observar e interactuar con el mundo que lo rodea. Y se dirige hacia un objetivo: crear un modelo explicativo que demuestre el papel de la cultura material en la construcción de nuestras capacidades cognitivas. Sin embargo, tal y como remarcan los investigadores, la correlación entre lo material, las condiciones sociales y el pensamiento, no significa causalidad. 

Procesamiento predictivo

El marco conceptual del proyecto es el paradigma del procesamiento predictivo, es decir, la idea de que nuestra percepción del mundo no es una captación pasiva de una realidad externa objetiva, sino un proceso de inferencia activa. “Una especie de alucinación en la que interviene un circuito formado por la percepción, acción y aprendizaje para analizar la información sensorial que recibimos del exterior, y así dar explicación a lo que nos rodea”, explica el investigador del IN. 

Como en una especia de alegoría platónica de la caverna, el ser humano inicia un proceso cognitivo para hacer corresponder el mundo que ve con el mundo que conoce, y así tornarlo comprensible. Se trata de una relación recíproca entre la mente y el entorno. Primero, el mundo proporciona al cerebro un catálogo de impresiones sensoriales que se almacenan en nuestra memoria para interpretar lo que nos rodea. Segundo, nuestra mente interviene sobre el mundo para encajar el flujo de sensaciones que genera con la concepción interna que tenemos de él. “Es un circuito cerrado de acción y percepción: miramos, vemos e inferimos dónde mirar a continuación para que el mundo siga pareciéndonos comprensible”, destacan los investigadores.  

"Miramos, vemos e inferimos dónde mirar para que el entorno siga pareciéndonos comprensible", Felipe Criado (INCIPIT)

Así, el ser humano observa el entorno que le rodea con el objetivo de hacer coincidir el mundo que percibe visualmente con el mundo que conoce mentalmente de tal manera que, cuando existen discrepancias, aparece una alerta: “Nosotros utilizamos técnicas para medir ese error, como el seguimiento ocular, la electroencefalografía o técnicas de registro emocional, porque el error también genera una sorpresa que va acompañada de cambios fugaces, pero muy concretos, en nuestra fisiología”, explica Martínez Otero.  

Esta teoría neurobiológica se ha aplicado con éxito en el estudio de otras funciones cognitivas, como en la construcción de modelos de planificación, orientación y navegación espacial; o en la toma de decisiones en condiciones de incertidumbre. 

Pasado, presente y futuro 

Si comprendemos la materialidad como un elemento de comunicación antropológica, similar al lenguaje, se debe aceptar su influencia en la evolución cultural a lo largo de la historia. Es decir, su papel en el desarrollo de nuestro modelo interno del mundo y de los estilos constructivos que actúan como huella de nuestro tiempo y espacio. Todo objeto supone un legado cultural, una impresión de la mente en un momento determinado, accesible para la generación presente y capaz de influir en las mentes futuras.

Luis M. Martínez Otero, investigador del Instituto de Neurociencas./ César Hernández.

Por ello, los investigadores pretenden asomarse a la mente de nuestros antepasados a través de los objetos que nos han dejado para revalorizar, en el presente, la influencia de la cultura material en el desarrollo del imaginario colectivo. La primera consecuencia sería entender mejor cómo funciona nuestra mente en un entorno determinado para corregir déficits en el desarrollo cognitivo o para desarrollar dispositivos autómatas con un comportamiento similar al del ser humano. “También podría servir para mejorar la visión de personas ciegas, ya que uno de los problemas de las prótesis actuales es cómo gestionar la atención: cómo codificar la información que recibimos del exterior para generar un mensaje que el cerebro pueda entender”, destaca Martínez Otero.

Si se verifican las hipótesis planteadas en el proyecto, “deberíamos ser muy cuidadosos con el modo en que transformamos nuestro entorno natural y construimos nuestro mundo artificial, ya que estamos también construyendo nuestra mente. Esto, en tiempos de pandemias y de interacción con dispositivos tecnológicos, no parece precisamente banal”, concluyen los investigadores.

El laboratorio de Mentes Materiales

En Santiago de Compostela se encuentra el INCIPIT, donde 150 m2 se encuentran dedicados al Material Minds Lab. Esta instalación, única en el mundo al ser la primera destinada específicamente al estudio cognitivo de la materialidad con técnicas instrumentales, acogerá la fase experimental del proyecto mediante: un sistema integrado de medición cuantitativa, de alta resolución y en tiempo real que, a su vez, permita la manipulación del comportamiento y los registros en bucle cerrado mediante realidad virtual y aumentada. 

Un equipo de 18 investigadores contará con la última tecnología para estudiar la evolución cognitiva y cultural de las distintas poblaciones: eye tracking para analizar qué nos llama la atención en una escena, cámaras de alta resolución para la reconstrucción volumétrica de la postura corporal y la expresión facial, pulseras wearable para medir las variables fisiológicas, como el ritmo cardíaco, que permitan entender nuestro estado emocional en diferentes entornos y un sistema de realidad virtual y aumentada para crear distintos contextos materiales. A todo ello se suma una cúpula de proyección inmersiva que traslada los experimentos citados a un ambiente de proyección 360º.  “En un momento más avanzado, realizaremos estos experimentos en campo, y en diferentes ubicaciones en España y otros países”, añaden los investigadores.

Alejandro Parrilla García/ CSIC Comunicación