Aprendizaje secuencial

En psicología cognitiva, el aprendizaje secuencial es inherente a la capacidad humana porque es una parte integrada del aprendizaje consciente e inconsciente, así como de las actividades. Las secuencias de información o secuencias de acciones se utilizan en diversas tareas cotidianas: "desde la secuenciación de sonidos en el habla, pasando por la secuenciación de movimientos al escribir a máquina o tocar instrumentos, hasta la secuenciación de acciones al conducir un automóvil". El aprendizaje secuencial se puede utilizar para estudiar la adquisición de habilidades y en estudios de diversos grupos que van desde pacientes neuropsicológicos hasta bebés. Según Ritter y Nerb, “el orden en el que se presenta el material puede influir en gran medida en lo que se aprende, en la velocidad con la que aumenta el rendimiento y, a veces, incluso en si se aprende el material en absoluto”. El aprendizaje secuencial, más conocido y entendido como una forma de aprendizaje explícito, ahora también se estudia como una forma de aprendizaje implícito, así como otras formas de aprendizaje. El aprendizaje secuencial también puede denominarse comportamiento secuencial, secuenciación de comportamiento y orden serial en el comportamiento.

En la primera mitad del siglo XX, Margaret Floy Washburn, John B. Watson y otros conductistas creían que la secuenciación de la conducta estaba regida por la cadena de reflejos, que establece que la estimulación causada por un movimiento inicial desencadena un movimiento adicional, que desencadena otro movimiento adicional, y así sucesivamente. En 1951, Karl Lashley, un neurofisiólogo de la Universidad de Harvard, publicó “El problema del orden serial en la conducta”, en el que abordaba las creencias actuales sobre el aprendizaje de secuencias y presentaba su hipótesis. Criticó la visión anterior basándose en seis líneas de evidencia:

La primera línea es que los movimientos pueden ocurrir incluso cuando se interrumpe la retroalimentación sensorial. El segundo es que algunas secuencias de movimiento ocurren demasiado rápido para que elementos de las secuencias sean activados por la retroalimentación de los elementos anteriores. Siguiente es que los errores en el comportamiento sugieren planes internos para lo que se hará más tarde. Además, el tiempo para iniciar una secuencia de movimiento puede aumentar con la longitud o complejidad de la secuencia. La siguiente línea es las propiedades de los movimientos que ocurren temprano en una secuencia puede anticipar características posteriores. Por último, la actividad neuronal puede indicar la preparación de próximos eventos de comportamiento, incluyendo próximos eventos de comportamiento en el futuro relativamente largo.

Lashley sostuvo que el aprendizaje de secuencias, o secuenciación de conductas u orden serial en la conducta, no es atribuible a la retroalimentación sensorial. Más bien, propuso que existen planes para la conducta, ya que el sistema nervioso se prepara para algunas conductas pero no para otras. Dijo que había una organización jerárquica de planes. Se le ocurrieron varias líneas de evidencia. La primera de ellas es que el contexto cambia las interpretaciones funcionales de las mismas conductas, como la forma en que se interpretan “wright, right, right, rite y write” según el contexto de la oración. “Right” puede interpretarse como una dirección o como algo bueno según el contexto. Una segunda línea de evidencia dice que los errores están involucrados en la conducta humana como organización jerárquica. Además, “la organización jerárquica de los planes proviene de la sincronización de las secuencias de conducta”. Cuanto más larga es la frase, más largo es el tiempo de respuesta, lo que influye en la “descodificación” o “descompresión” de los planes jerárquicos. Una evidencia adicional es lo fácil o difícil que es aprender una secuencia. La mente puede crear una “memoria de lo que está por suceder” así como una “memoria de lo que ya sucedió”. La evidencia final de la organización jerárquica de los planes se caracteriza por la “fragmentación”. Esta habilidad combina múltiples unidades en unidades más grandes.

Existen dos grandes categorías de aprendizaje secuencial (explícito e implícito) con sus subcategorías. El aprendizaje secuencial explícito se conoce y se estudia desde el descubrimiento del aprendizaje secuencial. Sin embargo, recientemente, el aprendizaje secuencial implícito ha ganado más atención e investigación. Como forma de aprendizaje implícito, el aprendizaje secuencial implícito se ocupa de métodos de aprendizaje subyacentes que las personas desconocen; en otras palabras, aprender sin saber. Las propiedades exactas y el número de mecanismos del aprendizaje implícito son motivo de debate. Otras formas de aprendizaje secuencial implícito incluyen el aprendizaje secuencial motor, el aprendizaje secuencial temporal y el aprendizaje secuencial asociativo.

Los problemas de aprendizaje de secuencias se utilizan para comprender mejor los diferentes tipos de aprendizaje de secuencias. Hay cuatro problemas básicos de aprendizaje de secuencias: predicción de secuencias, generación de secuencias, reconocimiento de secuencias y toma de decisiones secuencial. Estos "problemas" muestran cómo se formulan las secuencias. Muestran los patrones que siguen las secuencias y cómo estos diferentes problemas de aprendizaje de secuencias se relacionan entre sí.

La predicción de secuencias intenta predecir el siguiente elemento inmediato de una secuencia basándose en todos los elementos anteriores. La generación de secuencias es básicamente lo mismo que la predicción de secuencias: un intento de unir las piezas de una secuencia una por una tal como se produce de forma natural. El reconocimiento de secuencias toma ciertos criterios y determina si la secuencia es legítima. La toma de decisiones secuencial o la generación de secuencias a través de acciones se divide en tres variantes: orientada a objetivos, orientada a trayectorias y maximización del refuerzo. Estas tres variantes buscan elegir la(s) acción(es) o el(los) paso(s) que conducirán al objetivo en el futuro.

Estos problemas de aprendizaje de secuencias reflejan una organización jerárquica de los planes porque cada elemento de las secuencias se basa en los elementos anteriores.

En un experimento clásico publicado en 1967, Alfred L. Yarbus demostró que, aunque los sujetos que veían retratos decían haber captado el retrato en su totalidad, sus movimientos oculares se fijaban sucesivamente en las partes más informativas de la imagen. Estas observaciones sugieren que, detrás de un proceso aparentemente paralelo de percepción de los rostros, se esconde un proceso oculomotor serial. Es una observación habitual que, cuando se está adquiriendo una habilidad, estamos más atentos en la fase inicial, pero después de practicarla repetidamente, la habilidad se vuelve casi automática; esto también se conoce como competencia inconsciente. Entonces podemos concentrarnos en aprender una nueva acción mientras realizamos con destreza acciones previamente aprendidas. Así pues, parece que en nuestro cerebro se crea un código neuronal o representación de la habilidad aprendida, que suele denominarse memoria procedimental. La memoria procedimental codifica procedimientos o algoritmos en lugar de hechos.

Existen muchas otras áreas de aplicación del aprendizaje de secuencias. La forma en que los seres humanos aprenden procedimientos secuenciales ha sido un problema de investigación de larga data en la ciencia cognitiva y actualmente es un tema importante en la neurociencia. Se han realizado trabajos de investigación en varias disciplinas, incluidas la inteligencia artificial, las redes neuronales y la ingeniería. Para una perspectiva filosófica, consulte Razonamiento inductivo y Problema de inducción. Para una perspectiva teórica de la informática, consulte la teoría de la inferencia inductiva de Solomonoff y Programación inductiva. Para una perspectiva matemática, consulte Extrapolación.

• Sun, Ron; Giles, C. Lee, eds. (2001). paradigmas, algoritmos y aplicaciones de aprendizaje secuencial. Notas de conferencia en informática. Vol. 1828. Nueva York/Berlin: Springer. ISBN 978-3-540-41597-8.
• Keshet, Joseph; Bengio, Samy, eds. (2009). Reconocimiento automático del habla y del altavoz: gran margen y métodos del kernel. Chichester, UK/Hoboken, New Jersey: J. Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-74204-4.
• Riolo, Rick; Trent McConaghy; Ekaterina Vladislavleva, eds. (2010). Teoría y práctica de programación genética VIII. Springer-Verlag New York Inc. ISBN 978-1-4419-7746-5.
• Smilkstein, Rita (2011-03-18). Nacemos para aprender: usando el proceso de aprendizaje natural del cerebro para crear el plan de estudios de hoy (2a edición). Mil robles, California: Corwin Prensa. ISBN 978-1-4129-7938-2.
• Rowland LA Shanks (abril de 2006). "Problema de aprendizaje y selección". Journal of Experimental Psychology. Percepción y rendimiento humanos. 32 2): 287 –299. doi:10.1037/0096-1523.32.2.287. ISSN 0096-1523. OCLC 109192123. PMID 16634671.
• Spiegel, R & IP McLaren (abril de 2006). "Asociative Sequence Learning in Humans". Journal of Experimental Psicología: Procesos de comportamiento animal. 32 2): 150 –163. doi:10.1037/0097-7403.32.2.150. ISSN 0097-7403. OCLC 109191993. PMID 16634658.
• Savion-Lemieux, T, JA Bailey y VB Penhune (mayo de 2009). "Developmental Contributions to Motor Sequence Learning". Experimental Brain Research. 195 2): 293–306. doi:10.1007/s00221-009-1786-5. ISSN 0014-4819. OCLC 319879934. PMID 19363605. S2CID 10327961.{{cite journal}}: CS1 maint: múltiples nombres: lista de autores (link)
• Gagliardi, C, A Tavano, A.C Turconi, U Pozzoli, y R Borgatti (2011). "Aprendizaje de la secuencia en la parálisis cerebral". Neurología pediátrica. 44 3): 207–213. doi:10.1016/j.pediatrneurol.2010.10.004. ISSN 0887-8994. OCLC 701964470. PMID 21310337.{{cite journal}}: CS1 maint: múltiples nombres: lista de autores (link)
• Song, S, JH J. Howard y DV Howard (agosto de 2008). "Aprendizaje permanente en una tarea de tiempo de reacción en serie". Experimental Brain Research. 189 2): 145–158. doi:10.1007/s00221-008-1411-z. ISSN 0014-4819. OCLC 264650127. 2672106. PMID 18478209.{{cite journal}}: CS1 maint: múltiples nombres: lista de autores (link)
• Simon, JR, M Stollstorff, LC Westbay, CJ Vaidya, JH J. Howard y DV Howard (enero 2011). "Dopamine Transporter Genotype Predicts Implicit Sequence Learning". Investigación cerebral conductual. 216 1): 452 –457. doi:10.1016/j.bbr.2010.08.043. ISSN 0166-4328. OCLC 680073165. PMC 2975813. PMID 20817043.{{cite journal}}: CS1 maint: múltiples nombres: lista de autores (link)
• Bo, J ' RD Seidler (abril de 2010). "Aprendizaje potencial y simbólico en adultos jóvenes y mayores". Experimental Brain Research. 201 4): 837 –851. doi:10.1007/s00221-009-2098-5. ISSN 0014-4819. OCLC 603785018. PMID 19949778. S2CID 23350162.
• Swett, Bruce (25 de enero de 2007). "Los sustratos neuronales del aprendizaje de secuencias grafomotoras". Disertación. hdl:1903/6687. S2CID 141472398.
• Malmgren, Helge (1997). "Perceptual realización y aprendizaje de secuencia temporal". Universidad de Gotemburgo. Departamento de Filosofía. hdl:2077/19246.
• Gureckis TM & Love, BC (2010). "¿Asociaciones Directas o Transformaciones Internas? Explorando el mecanismo subyaciendo el comportamiento de aprendizaje secuencial" (PDF). Cognitive Science. 34 1): 10 –50. doi:10.1111/j.1551-6709.2009.01076.x. PMC 2853039. PMID 20396653.
• Song, Sunbin; James H. Howard, Jr y Darlene V. Howard; Howard, D. V. (2007). "Implicit probabilistic sequence learning is independent of explicit awareness". Aprender " Memoria ". 14 3): 167–76. doi:10.1101/lm.437407. PMC 1838558. PMID 17351140.{{cite journal}}: CS1 maint: múltiples nombres: lista de autores (link)
• Seidler, R. D.; A. Purushotham, S.-G. Kim, K. Ugurbil, D. Willingham, y J. Ashe; Kim, S-G.; Ugurbil, K.; Willingham, D.; Ashe, J. (agosto de 2005). "Neural correlates of encoding and expression in implicit sequence learning" (PDF). Experimental Brain Research. 165 1): 114–124. doi:10.1007/s00221-005-2284-z. Hdl:2027.42/46543. PMID 15965762. S2CID 631841.{{cite journal}}: CS1 maint: múltiples nombres: lista de autores (link)
• Vidoni, Eric D; Boyd, Lara A (25 de julio de 2008). "El aprendizaje de secuencias móviles ocurre a pesar de los comentarios visuales y proprioceptivos perturbados". Funciones conductuales y cerebrales. 4: 32. doi:10.1186/1744-9081-4-32. PMC 2507714. PMID 18655715.
• Landau, Susan M.; Mark D'Esposito (2006). "Aprendizaje de secuencia en pianistas y no lucrativos: Un estudio FMRI de la experiencia motora" (PDF). Neurociencia cognitiva, afectiva, conductual. 6 3): 246 –59. doi:10.3758/cabn.6.3.246. PMID 17243360.