viernes, 6 de junio de 2014

A Learning Secret: Don’t Take Notes with a Laptop

Students who used longhand remembered more and had a deeper understanding of the material
hand writing


The old fashioned way works better.
Credit: Szepy via iStock
“More is better.”  From the number of gigs in a cellular data plan to the horsepower in a pickup truck, this mantra is ubiquitous in American culture.  When it comes to college students, the belief that more is better may underlie their widely-held view that laptops in the classroom enhance their academic performance.  Laptops do in fact allow students to do more, like engage in online activities and demonstrations, collaborate more easily on papers and projects, access information from the internet, and take more notes.  Indeed, because students can type significantly faster than they can write, those who use laptops in the classroom tend to take more notes than those who write out their notes by hand.  Moreover, when students take notes using laptops they tend to take notes verbatim, writing down every last word uttered by their professor.
Obviously it is advantageous to draft more complete notes that precisely capture the course content and allow for a verbatim review of the material at a later date.  Only it isn’t.  New research by Pam Mueller and Daniel Oppenheimer demonstrates that students who write out their notes on paper actually learn more.  Across three experiments, Mueller and Oppenheimer had students take notes in a classroom setting and then tested students on their memory for factual detail, their conceptual understanding of the material, and their ability to synthesize and generalize the information.  Half of the students were instructed to take notes with a laptop, and the other half were instructed to write the notes out by hand.  As in other studies, students who used laptops took more notes.  In each study, however, those who wrote out their notes by hand had a stronger conceptual understanding and were more successful in applying and integrating the material than those who used took notes with their laptops.
What drives this paradoxical finding?  Mueller and Oppenheimer postulate that taking notes by hand requires different types of cognitive processing than taking notes on a laptop, and these different processes have consequences for learning.  Writing by hand is slower and more cumbersome than typing, and students cannot possibly write down every word in a lecture.  Instead, they listen, digest, and summarize so that they can succinctly capture the essence of the information.  Thus, taking notes by hand forces the brain to engage in some heavy “mental lifting,” and these efforts foster comprehension and retention.  By contrast, when typing students can easily produce a written record of the lecture without processing its meaning, as faster typing speeds allow students to transcribe a lecture word for word without devoting much thought to the content.
To evaluate this theory, Mueller and Oppenheimer assessed the content of notes taken by hand versus laptop.  Their studies included hundreds of students from Princeton and UCLA, and the lecture topics ranged from bats, bread, and algorithms to faith, respiration, and economics.  Content analysis of the notes consistently showed that students who used laptops had more verbatim transcription of the lecture material than those who wrote notes by hand.  Moreover, high verbatim note content was associated with lower retention of the lecture material.  It appears that students who use laptops can take notes in a fairly mindless, rote fashion, with little analysis or synthesis by the brain.  This kind of shallow transcription fails to promote a meaningful understanding or application of the information.
If the source of the advantage for longhand notes derives from the conceptual processes they evoke, perhaps instructing laptop users to draft summative rather than verbatim notes will boost performance.  Mueller and Oppenheimer explored this idea by warning laptop note takers against the tendency to transcribe information without thinking, and explicitly instructed them to think about the information and type notes in their own words.  Despite these instructions, students using laptops showed the same level of verbatim content and were no better in synthesizing material than students who received no such warning.  It is possible these direct instructions to improve the quality of laptop notes failed because it is so easy to rely on less demanding, mindless processes when typing.
It’s important to note that most of the studies that have compared note taking by hand versus laptop have used immediate memory tests administered very shortly (typically less than an hour) after the learning session.  In real classroom settings, however, students are often assessed days if not weeks after learning new material.  Thus, although laptop users may not encode as much during the lecture and thus may be disadvantaged on immediate assessments, it seems reasonable to expect that the additional information they record will give them an advantage when reviewing material after a long delay.
Wrong again.  Mueller and Oppenheimer included a study in which participants were asked to take notes by hand or by laptop, and were told they would be tested on the material in a week.  When participants were given an opportunity to study with their notes before the final assessment, once again those who took longhand notes outperformed laptop participants.  Because longhand notes contain students’ own words and handwriting, they may serve as more effective memory cues by recreating the context (e.g., thought processes, emotions, conclusions) as well as content (e.g., individual facts) from the original learning session.
These findings hold important implications for students who use their laptops to access lecture outlines and notes that have been posted by professors before class.  Because students can use these posted materials to access lecture content with a mere click, there is no need to organize, synthesize or summarize in their own words.  Indeed, students may take very minimal notes or not take notes at all, and may consequently forego the opportunity to engage in the mental work that supports learning.
Beyond altering students’ cognitive processes and thereby reducing learning, laptops pose other threats in the classroom.  In the Mueller and Oppenheimer studies, all laptops were disconnected from the internet, thus eliminating any disruption from email, instant messaging, surfing, or other online distractions.  In most typical college settings, however, internet access is available, and evidence suggests that when college students use laptops, they spend 40% of class time using applications unrelated to coursework, are more likely to fall off task, and are less satisfied with their education.  In one study with law school students, nearly 90% of laptop users engaged in online activities unrelated to coursework for at least five minutes, and roughly 60% were distracted for half the class.
Technology offers innovative tools that are shaping educational experiences for students, often in positive and dynamic ways.  The research by Mueller and Oppenheimer serves as a reminder, however, that even when technology allows us to do more in less time, it does not always foster learning.  Learning involves more than the receipt and the regurgitation of information.  If we want students to synthesize material, draw inferences, see new connections, evaluate evidence, and apply concepts in novel situations, we need to encourage the deep, effortful cognitive processes that underlie these abilities.  When it comes to taking notes, students need fewer gigs, more brain power.
Are you a scientist who specializes in neuroscience, cognitive science, or psychology? And have you read a recent peer-reviewed paper that you would like to write about? Please send suggestions to Mind Matters editor Gareth Cook, a Pulitzer prize-winning journalist and regular contributor to NewYorker.com. Gareth is also the series editor of Best American Infographics, and can be reached at garethideas AT gmail dot com or Twitter @garethideas.

martes, 3 de junio de 2014

Ruptura en el circuito neuronal de la empatía


Las conexiones deficientes entre centros cerebrales de la emoción pueden provocar la apatía social.

Casi todas las personas, al imaginar que alguien sufre, sentimos desazón y deseos de ayudar. No así los psicópatas: en el meollo de la personalidad psicopática hallamos frialdad, e incluso crueldad, ante el sufrimiento ajeno. Un estudio por magnetografía cerebral reveló que presos psicópatas presentaban deficiencias en un circuito cerebral que desempeña un papel clave en la empatía, lo que apunta hacia una posible diana terapéutica.
Jean Decety, de la Universidad de Chicago, y sus colaboradores obtuvieron imágenes de resonancia magnética funcional del cerebro de 121 internos varones mientras estos miraban fotografías de situaciones que causan dolor (recibir un pisotón en una uña o pillarse los dedos al cerrar un cajón). Los sujetos debían imaginar que esas mismas situaciones les ocurrían a ellos o a otra persona. Se trata de una técnica de traslación de enfoque, que fácilmente suscita empatía.
Cuando se pensaban a sí mismos sufriendo el dolor, los presos con máxima puntuación en un test estándar de psicopatía mostraron respuestas normales en los centros cerebrales de la emoción y de percepción del dolor. Mas cuando se les pidió que imaginasen que aquello le ocurría a otra persona, su cerebro no mostraba la conectividad típica entre la amígdala (región central para el procesamiento del miedo y las emociones) y la corteza prefrontal medioventral. Se trata de una conexión crítica para la regulación de las emociones, la empatía y la moralidad. Algunos resultados indicaban que podrían haberse activado regiones asociadas con el placer.
Esas áreas cerebrales, que en los casos de psicopatía aparecían peor comunicadas, resultan clave para sentir empatía, capacidad en la que fallan los individuos con una elevada puntuación en personalidad psicópata, explica Decety. La terapia cognitiva puede ayudar a algunas de estas personas. Decety propone que los clínicos puedan medir los cambios en las conexiones cerebrales defectuosas con el fin de mejorar las estrategias para estimular la empatía.

lunes, 2 de junio de 2014

Darwin renovado

 Alonso, Luis

William Donald Hamilton (1936-2000) desató dos nudos de la teoría de la evolución que se le habían resistido a Charles Darwin y a cuantos le siguieron durante más de un siglo: por qué los organismos se muestran altruistas en un mundo de sangrienta competición y por qué se encuentra tan extendida la reproducción sexual, pese a su doble coste. Le debemos también la regla que lleva su nombre, según la cual el altruismo no recíproco podría manifestarse allí donde se dieran mecanismos que asegurasen que el coeficiente de parentesco tendería a superar la razón coste-beneficio del acto altruista.
Genes egoístas, altruismo, selección de parentesco, son términos que ahora nos resultan familiares. Hoy no se cuestiona que lo que realmente importa en evolución no es la supervivencia del organismo animal, sino sus genes. Desde el punto de vista del gen, puede un organismo comportarse de manera altruista, si, con esa conducta, ayuda a los otros que portan copias de sus propios genes: a sus parientes. Tal fue la solución descubierta para resolver el problema que planteaba el altruismo a la teoría darwinista. ¿Por qué un ave avisa a los demás de la presencia de un depredador si de ese modo llama la atención de este con peligro de su vida? Darwin no encontró salida a esa cuestión. Hamilton la halló, de forma precisa y matemática. Con ello inició un cambio de paradigma en el neodarwinismo imperante.
Hamilton resolvería otros problemas y abriría nuevos caminos con sus trabajos sobre evolución de la sexualidad, proporciones entre sexos, coevolución del parásito y su huésped, elección del compañero sexual, cooperación entre no emparentados, dispersión, senescencia y evolución de la sociabilidad. Cedió a otros el mérito de poner nombres llamativos a sus propias ideas: «gen egoísta» en el caso de Richard Dawkins o «Reina Roja», en el de Matt Ridley. (En 1976 apareció el libro de Dawkins The selfish gene. Reconoce que las ideas desarrolladas allí habían sido ya expuestas por Hamilton, Edward O. Wilson, Robert Trivers y John Maynard Smith.)
Hamilton nació en El Cairo, donde su padre trabajaba adscrito al Cuerpo de Ingenieros de Inglaterra. Este despertó en su hijo el interés por el razonamiento lógico y matemático como forma de aproximación a la realidad. Andando el tiempo, Hamilton construiría modelos visuales, cuyos mecanismos físicos imaginaba, una habilidad que permitió que otros biólogos eximios de formación técnica, como George Price y Maynard Smith, se percataran del alcance de sus propuestas. A los nueve años, sus padres le regalaron Butterflies, de E. B. Ford, que presentaba una breve introducción al neodarwinismo, teoría que recurría a la genética de poblaciones para explicar la evolución como cambio de frecuencias génicas en el seno de una población. El libro describía también la naturaleza de los pigmentos de las alas de las mariposas: melanina, carotenoides y flavonas.
Hamilton se formó en la Universidad de Cambridge. No se encontraba a gusto con un planteamiento excesivamente fisiológico de la biología, ni la evolución constituía un asunto que apasionara en Cambridge, aunque ningún profesor cuestionaba el supuesto de que los animales operaban en beneficio de la especie. Para el alumno recién ingresado supuso, sin embargo, todo un descubrimiento el libro de Ronald Aylmer Fisher The genetical theory of natural selection, que sacó de la biblioteca de St. John's College. Hamilton estudió botánica, zoología, fisiología y matemática entre 1957 y 1959; optó también por la genética y, en particular, el enfoque matemático de esta que le proporcionaba la obra de Fisher. En el último curso de carrera, para cumplir la praxis investigadora, quedó asignado a Anthony Edwards, discípulo de Fisher, quien estaba escribiendo su tesis doctoral sobre la proporción entre sexos.
Terminado su período de formación en Cambridge, se le ofrecen dos opciones. Encontrar una plaza para alumnos de doctorado en un departamento de genética era una. Obtener un diploma de capacitación pedagógica y convertirse en profesor de segunda enseñanza, la otra. Muchos científicos de primera línea habían seguido ese camino, como Ronald Fisher y David Lack. Además, la enseñanza, menos dura que la genética, le dejaría tiempo para seguir desarrollando su pensamiento sobre el altruismo.
Hamilton estaba convencido de que había un fundamento genético para el altruismo, por contraintuitivo que ese comportamiento pareciera en relación con la eficacia biológica (éxito reproductor) del individuo. ¿Por qué habría de comportarse un animal como si redujera su eficacia biológica poniéndose él mismo en peligro (por ejemplo, emitiendo una señal de alarma) o absteniéndose de la reproducción (como las obreras de muchos insectos sociales)? ¿Por qué una abeja aguijonea a los invasores del panal y pierde su propia vida? Esos tipos de conducta no confieren al animal ninguna ventaja evolutiva.
Ese rasgo contraintuitivo, cavilaba Hamilton, podía difundirse bajo determinadas condiciones. Bastaba simplemente que los beneficios de la acción altruista no recayeran al azar en cualesquier miembro de la población, sino sobre individuos que estuvieran genéticamente emparentados con el donante. El ave que da la voz de alarma puede sacrificarse en pro de sus parientes, lo que obligaba a replantearse el concepto de eficacia biológica: no solo contaba la del individuo, sino la del grupo de familiares que portaban los genes del individuo.
Su propuesta de trabajo en esa línea no fue bien recibida en Cambridge. Se le sugirió que se encaminase hacia el departamento de demografía de la Escuela de Economía de Londres. A finales de 1960, atendiendo a la naturaleza genética del proyecto de Hamilton, se dispuso que se registrara parcialmente en el University College, de Londres, y tuviera un supervisor de la Escuela de Economía. Se propuso encontrar un marco teórico que explicara por qué la constitución genética determinaba el comportamiento social. Empezó por considerar tipos de pares de parientes, para ir generalizando hasta convertirlo en principio general. (El parentesco genético entre pares de individuos emparentados puede calcularse como la probabilidad de que ellos hayan heredado una copia del mismo gen. Por ejemplo, la mitad de los genes de hermanos son, en promedio, idénticos para el descendiente común; lo mismo ocurre con progenitor e hijo. La proporción es de un octavo entre primos hermanos y de 1/32 para primos segundos. De ese modo, el coeficiente de parentesco respectivo será 1/2, 1/8, 1/32, etcétera.
Así fue madurando el artículo que solucionaría la aporía del altruismo en una evolución que primaba la eficacia biológica. Apareció primero, en 1963, un resumen del trabajo en la revista The American Naturalist, con el título «The evolution of altruistic behavior». Antes lo había enviado a Nature, a sugerencia de su supervisor Cedric Smith. Recibió la respuesta negativa del editor, que lo consideraba demasiado específico, y le aconsejaba una revista de psicología o sociología. En Nature no percibieron el carácter genético del artículo ni la potencia intelectual del mismo. En él podía leerse la regla de Hamilton, resumida en la ecuación r > c/b, donde r simboliza el coeficiente de parentesco, c representa el coste que supone para el donante y b indica el beneficio que comporta para el receptor. En virtud de dicha regla, la selección de parentesco provoca que los genes incrementen su frecuencia cuando el parentesco genético de un individuo multiplicado por el beneficio obtenido por el receptor es mayor que el coste reproductor del actor.
Titulado «The genetical evolution of social behavior», el artículo desarrollado, hito de su carrera científica, fue publicado en el Journal of Theoretical Biology, en 1964. Constaba de dos partes, consagrada la primera a la deducción matemática del concepto de eficacia biológica inclusiva y la segunda a ejemplos y análisis. Hamilton buscaba un principio general similar al teorema fundamental sobre selección natural de Fisher. Este famoso teorema establecía que la eficacia biológica, en promedio, continuaría incrementándose. Al poner sobre el tapete la eficacia biológica inclusiva, destaca dos aspectos revolucionarios: uno, la desconexión de un gen respecto del individuo en cuyo cuerpo habita el gen (porque los familiares pueden portar también copias de dicho gen); dos, el interés de un gen no es necesariamente el mismo que el interés de su portador. Utiliza el coeficiente de parentesco de Sewall Wright entre dos familiares como medida de la verosimilitud de que porten réplicas de un mismo gen heredado de antepasados comunes.
Hamilton distinguía cuatro tipos de conductas sociales, de acuerdo con un doble criterio: si el agente A inflige un daño al agente B o le produce un beneficio. La conducta que entraña un beneficio para uno mismo y daño para los demás se llama egoísmo; la que comporta daño para mí mismo y beneficio para los demás se llama altruismo. La que causa beneficio a uno y a otro se denomina cooperación. Y la que causa daño a sí mismo y otros, estupidez. Adviértase que aquí el comportamiento social se clasifica estrictamente en términos del efecto que la eficacia biológica de un individuo ejerce sobre la eficacia biológica de otro. Se trata de un altruismo de comportamiento; concierne a las consecuencias de una acción, no a su motivación.
Los dos proyectos subsiguientes a esos artículos de 1964 versaban sobre la proporción entre sexos y la senescencia, que él consideraba interrelacionados con la eficacia biológica inclusiva. La senescencia era una de las grandes cuestiones planteadas por Fisher en The genetic theory of natural selection. Para él, la tasa de mortalidad en el hombre suele tomar un curso inverso a la curva del valor reproductivo. Pensaba que el valor reproductivo de un individuo comenzaba a decaer conforme aumentaba la mortalidad. Pero Hamilton halló que no existía tal nexo necesario entre sexo y muerte. Y desarrolló modelos para demostrar que la senescencia, en cuanto tal, resultaba inevitable, al margen del valor reproductivo. Ningún animal podía escapar a ella. En 1966 publicó su teoría de la senescencia en el Journal of Theoretical Biology («The moulding of senescence by natural selection»), donde acotaba los factores principales de la misma. Hamilton comprobó que la proporción ideal entre machos y hembras no era de 1:1, según propusiera Fisher. En las condiciones de endogamia se producía a menudo un sesgo favorable a las hembras 9:1. Publicó en Science sus conclusiones sobre la proporción entre sexos el año 1967 con el título «Extraordinary sex ratios». En su artículo se hace patente la fuerza real de la selección natural en su capacidad de aportar predicciones cuantitativas.
En 1972 revisó con nuevos datos, en Annual Review of Ecology and Systematics («Altruism and related phenomena, mainly in social insects»), su tesis sobre la eficacia biológica inclusiva. Refinó la regla de Hamilton sustituyendo el coeficiente de parentesco por el coeficiente de regresión de parentesco, que le otorgaba mayor generalidad. Iniciaba el artículo preguntándose: «¿En qué sentido puede el autosacrificio de la hormiga estéril considerarse lucha por la existencia o empeño por maximizar el número de la progenie?». Sugirió más tarde que la cultura contaba con un soporte genético. Fenómenos que reputamos exclusivamente culturales esconden un origen biológico, como la xenofobia. Lo relacionaba con su concepto de niveles de selección; no había una unidad singular de selección, sino que se operaba en muchos niveles a un tiempo. Otros campos que roturó fueron el de la influencia del hábitat en la convergencia funcional pese a la disparidad filética y el de la dispersión de las especies.

El amanecer del hombre


La Odisea de la especie


Como la tierra hizo al hombre