lunes, 5 de abril de 2010

Next Big Thing in English: Knowing They Know That You Know

To illustrate what a growing number of literary scholars consider the most exciting area of new research, Lisa Zunshine, a professor of English at the University of Kentucky, refers to an episode from the TV series “Friends.”
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Haskins Laboratories
An M.R.I. of a brain highlighting areas used during reading.
(Follow closely now; this is about the science of English.) Phoebe and Rachel plot to play a joke on Monica and Chandler after they learn the two are secretly dating. The couple discover the prank and try to turn the tables, but Phoebe realizes this turnabout and once again tries to outwit them.
As Phoebe tells Rachel, “They don’t know that we know they know we know.”
This layered process of figuring out what someone else is thinking — of mind reading — is both a common literary device and an essential survival skill. Why human beings are equipped with this capacity and what particular brain functions enable them to do it are questions that have occupied primarily cognitive psychologists.
Now English professors and graduate students are asking them too. They say they’re convinced science not only offers unexpected insights into individual texts, but that it may help to answer fundamental questions about literature’s very existence: Why do we read fiction? Why do we care so passionately about nonexistent characters? What underlying mental processes are activated when we read?
Ms. Zunshine, whose specialty is 18th-century British literature, became familiar with the work of evolutionary psychologists while she was a graduate student at the University of California, Santa Barbara in the 1990s. “I thought this could be the most exciting thing I could ever learn,” she said.
At a time when university literature departments are confronting painful budget cuts, a moribund job market and pointed scrutiny about the purpose and value of an education in the humanities, the cross-pollination of English and psychology is a providing a revitalizing lift.
Jonathan Gottschall, who has written extensively about using evolutionary theory to explain fiction, said “it’s a new moment of hope” in an era when everyone is talking about “the death of the humanities.” To Mr. Gottschall a scientific approach can rescue literature departments from the malaise that has embraced them over the last decade and a half. Zealous enthusiasm for the politically charged and frequently arcane theories that energized departments in the 1970s, ’80s and early ’90s — Marxism, structuralism, psychoanalysis — has faded. Since then a new generation of scholars have been casting about for The Next Big Thing.
The brain may be it. Getting to the root of people’s fascination with fiction and fantasy, Mr. Gottschall said, is like “mapping wonderland.”
Literature, like other fields including history and political science, has looked to the technology of brain imaging and the principles of evolution to provide empirical evidence for unprovable theories.
Interest has bloomed during the last decade. Elaine Scarry, a professor of English at Harvard, has since 2000 hosted a seminar on cognitive theory and the arts. Over the years participants have explored, for example, how the visual cortex works in order to explain why Impressionist paintings give the appearance of shimmering. In a few weeks Stephen Kosslyn, a psychologist at Harvard, will give a talk about mental imagery and memory, both of which are invoked while reading.
Ms. Zunshine said that in 1999 she and about 10 others won approval from the Modern Language Association to form a discussion group on cognitive approaches to literature. Last year their members numbered more than 1,200. Unlike Mr. Gottschall, however, Ms. Zunshine sees cognitive approaches as building on other literary theories rather than replacing them.
Ms. Zunshine is particularly interested in what cognitive scientists call the theory of mind, which involves one person’s ability to interpret another person’s mental state and to pinpoint the source of a particular piece of information in order to assess its validity.
Jane Austen’s novels are frequently constructed around mistaken interpretations. In “Emma” the eponymous heroine assumes Mr. Elton’s attentions signal a romantic interest in her friend Harriet, though he is actually intent on marrying Emma. She similarly misinterprets the behavior of Frank Churchill and Mr. Knightly, and misses the true objects of their affections.
Humans can comfortably keep track of three different mental states at a time, Ms. Zunshine said. For example, the proposition “Peter said that Paul believed that Mary liked chocolate” is not too hard to follow. Add a fourth level, though, and it’s suddenly more difficult. And experiments have shown that at the fifth level understanding drops off by 60 percent, Ms. Zunshine said. Modernist authors like Virginia Woolf are especially challenging because she asks readers to keep up with six different mental states, or what the scholars call levels of intentionality.
Perhaps the human facility with three levels is related to the intrigues of sexual mating, Ms. Zunshine suggested. Do I think he is attracted to her or me? Whatever the root cause, Ms. Zunshine argues, people find the interaction of three minds compelling. “If I have some ideological agenda,” she said, “I would try to construct a narrative that involved a triangularization of minds, because that is something we find particularly satisfying.”
Ms. Zunshine is part of a research team composed of literary scholars and cognitive psychologists who are using snapshots of the brain at work to explore the mechanics of reading. The project, funded by the Teagle Foundation and hosted by the Haskins Laboratory in New Haven, is aimed at improving college-level reading skills.
“We begin by assuming that there is a difference between the kind of reading that people do when they read Marcel Proust or Henry James and a newspaper, that there is a value added cognitively when we read complex literary texts,” said Michael Holquist, professor emeritus of comparative literature at Yale, who is leading the project.
The team spent nearly a year figuring how one might test for complexity. What they came up with was mind reading — or how well an individual is able to track multiple sources. The pilot study, which he hopes will start later this spring, will involve 12 subjects. “Each will be put into the magnet” — an M.R.I. machine — “and given a set of texts of graduated complexity depending on the difficulty of source monitoring and we’ll watch what happens in the brain,” Mr. Holquist explained.
At the other end of the country Blakey Vermeule, an associate professor of English at Stanford, is examining theory of mind from a different perspective. She starts from the assumption that evolution had a hand in our love of fiction, and then goes on to examine the narrative technique known as “free indirect style,” which mingles the character’s voice with the narrator’s. Indirect style enables readers to inhabit two or even three mind-sets at a time.
This style, which became the hallmark of the novel beginning in the 19th century with Jane Austen, evolved because it satisfies our “intense interest in other people’s secret thoughts and motivations,” Ms. Vermeule said.
The road between the two cultures — science and literature — can go both ways. “Fiction provides a new perspective on what happens in evolution,” said William Flesch, a professor of English at Brandeis University.
To Mr. Flesch fictional accounts help explain how altruism evolved despite our selfish genes. Fictional heroes are what he calls “altruistic punishers,” people who right wrongs even if they personally have nothing to gain. “To give us an incentive to monitor and ensure cooperation, nature endows us with a pleasing sense of outrage” at cheaters, and delight when they are punished, Mr. Flesch argues. We enjoy fiction because it is teeming with altruistic punishers: Odysseus, Don Quixote, Hamlet, Hercule Poirot.
“It’s not that evolution gives us insight into fiction,” Mr. Flesch said, “but that fiction gives us insight into evolution.”
An earlier version of this article misstated the name of the university where Lisa Zunshine is a professor of English and misidentified the university where she was a graduate student.

How your brain remembers the future

IT'S like remembering the future. Our brain generates predictions of likely visual inputs so it can focus on dealing with the unexpected.
Predictable sights trigger less brain activity than unfamiliar stimuli, bolstering the view that the brain is not merely reactive, but generates predictions based on the recent past. "The brain expects to see things and really just wants to confirm it now and again," says Lars Muckli at the University of Glasgow, UK.
He and Arjen Alink at the Max Planck Institute for Brain Research in Frankfurt, Germany, asked 12 volunteers to focus on a cross on a screen, above and below which bars flashed on and off to create the illusion of movement. To test a predictable stimulus, a third bar would appear in a position timed to fit in with the illusion of smooth movement. For the unpredictable stimulus it would appear out of sync. fMRI scans showed that the unpredictable stimulus increased the activity in parts of the brain which deal with the earliest stages of visual processing (Journal of Neuroscience, vol 30, p 2960).
The finding supports the "Bayesian brain" theory, which sees the brain as making predictions about the world which it updates when new information comes in.

martes, 30 de marzo de 2010

Descubren por qué se ríen las hienas


BBC Ciencia
Hienas Las hienas manchadas pueden producir hasta 10 tipos diferentes de vocalización.
Los sonidos de la "risa" de las hienas contienen información importante sobre el estatus del animal, afirman científicos.
En el primer estudio que logra descifrar la llamada risa de estos animales, los investigadores demostraron que el tono de la risa revela la edad de la hiena.
Además, agregan, las variaciones en la frecuencia de las notas usadas cuando el animal produce un sonido transmite información sobre su rango social.
Los detalles de la investigación -llevada a cabo por científicos de las universidades de California, en Berkeley, Estados Unidos, y la de Jean Monnet en St Etienne, Francia- aparecen publicados en la revista BMC Ecology.
Los científicos estudiaron a 26 hienas manchadas (Crocuta crocuta), mantenidas en cautiverio en una estación de campo en Berkeley.
Allí lograron registrar los llamados que llevaban a cabo los animales durante sus distintas interacciones sociales, como cuando discutían por el alimento, y pudieron establecer qué elementos de cada llamado correspondían con otros factores.
Los resultados preliminares del estudio fueron publicados el año pasado.

Nivel social

La risa de la hiena ofrece claves al receptor para analizar el rango social del ejemplar que emite el sonido
Prof. Frederic Theunissen
Pero ahora los científicos confirmaron que el tono de la risa del animal revela su edad y las variaciones en la frecuencia de las notas utilizadas incluyen información sobre el nivel como animal dominante o subordinado.
El estudio encontró que las hienas manchadas pueden producir hasta 10 tipos diferentes de vocalización.
"La risa de la hiena ofrece claves al receptor para analizar el rango social del ejemplar que emite el sonido", explica el profesor Frederic Theunissen de la Universidad de California, Berkeley, quien participó en el estudio.
"Esto podría permitir a las hienas establecer derechos para alimentarse y organizar sus actividades de recolección de comida".
Las hienas manchadas son animales principalmente nocturnos que viven en clanes de entre 10 y 90 individuos.
A menudo cazan en grupo pero esto puede generar una competición intensa cuando los machos del clan convergen sobre la presa y pelean por sus restos.
Hiena y su cachorroLas hienas viven principalmente en clanes donde dominan las hembras.
Sin embargo, en un clan de hienas manchadas dominan las hembras y mantienen un rango más alto que otros machos, cualquiera sea su edad.
El estudio sugiere que los animales transmiten su estatus por medio de su risa, que a menudo utilizan cuando están peleando por comida.
Antes se pensaba que los sonidos de las hienas eran un simple gesto de sumisión, pero la nueva investigación permitió a los científicos identificar exactamente qué hiena produjo cada sonido y las circunstancias en las cuales lo hizo.
La información contenida en la risa, dicen los científicos, podría ser particularmente importante para los machos que acaban de integrarse al clan, los cuales de inmediato ocupan el lugar más bajo en la jerarquía.
Si logran conocer rápidamente quién es quién en el grupo, estos ejemplares podrán tener más posibilidades de mejorar su propio estatus.
La risa podría también ayudar a las hienas a reclutar aliados, por ejemplo cuando un grupo de leones las superan en número cuando pelean por la misma presa.

Plantas que no "ven", plantas que no crecen


Arabidopsis thaliana Pese a estar expuestas a la luz, las plantas sin fitocromos no llegaron a germinar.
Es sabido que para crecer, las plantas necesitan agua, luz y nutrientes. Sin embargo lo que se desconocía hasta el momento -o por lo menos no se sabía con absoluta certeza- es que para garantizar su germinación, es crucial que las plantas puedan no sólo utilizar la energía de la luz sino también la información que ésta les brinda.
Éste fue el hallazgo de un equipo de investigadores argentinos que logró separar lo que es la utilización de la luz por parte de la planta como fuente de energía de su utilización como fuente de información.
Según descubrieron los expertos, los sensores de la planta, que llevan el nombre de fitocromos y son los encargados de dar información sobre la calidad de luz disponible y sobre si ubicación se localiza en la luz o en la sombra, son esenciales para su desarrollo.
Este descubrimiento, así como cualquier avance en el estudio de los fitocromos, dicen los científicos, puede contribuir a optimizar la productividad de los cultivos.

Planta modelo

Las plantas usan la luz como fuente de energía par la fotosíntesis, pero lo que nuestro trabajo dice es que si las plantas no saben que hay luz, no pueden usarla
Pablo Cerdán, líder del equipo de investigadores
Los científicos del Instituto Leloir, en Buenos Aires, Argentina, llegaron a esta conclusión eliminando los cinco fitocromos de la Arabidopsis, una planta de la que ya se ha trazado el genoma y que por sus características se utiliza como modelo en los procesos de investigación.
Al dejarla sin estos pigmentos sensores que absorben la luz roja, los científicos pudieron ver que la planta, pese a estar expuesta a la luz, no germinaba.
"Las plantas usan la luz como fuente de energía par la fotosíntesis, pero lo que nuestro trabajo dice es que si las plantas no saben que hay luz, no pueden usarla", le dijo a BBC Mundo Pablo Cerdán, líder del equipo de investigadores.
"Sabíamos que las plantas respondían a la luz, pero nadie había logrado antes una condición en la que se puede dar energía lumínica pero no información, ya que estas dos cosas están en la luz".
"Esto, nos permitió entender que la fuente de información no es importante, sino esencial para el desarrollo de la planta", añadió el científico.

Evitar la competencia

Equipo de investigadores del Instituto LeloirEl equipo logró eliminar, por primera vez, los cinco fitocromos de la Arabidopsis.
La relevancia del descubrimiento cobra sentido, en términos prácticos, en el campo de la agricultura.
Las plantas utilizan los fitocromos para saber si están rodeadas de otras plantas. A partir de esta información, si tienen que competir por la luz con otros especímenes, elongan el tallo, que crece más delgado para volcarse más fácilmente, y dan menos semillas, para evitar que otras plantas compitan por la luz con ella.
Ésta es la respuesta natural de las plantas.
"Pero como en un campo agrícola no nos interesa que las plantas compitan entre sí, si conocemos el funcionamiento de los fitocromos, podemos utilizarlos para mejorar la productividad de las mismas, ya sea mediante el mejoramiento clásico o mediante la ingeniería genética", señaló Cerdán.

HACIA UN DETECTOR DE EMOCIONES DE LOS BEBES


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Psicología
Lunes, 29 de Marzo de 2010 08:21
Los intercomunicadores para vigilar bebés desde otra habitación podrían, en el futuro, indicar a los padres qué expresa su retoño con ese llanto, de forma que los progenitores sabrán con seguridad si su hijo tiene hambre, dolor, sueño, o necesita que le cambien los pañales. Un equipo de científicos japoneses ha desarrollado un programa informático estadístico que puede analizar el llanto de un bebé.
Como saben los padres, los bebés tienen un método muy ruidoso de revelar su mal estado emocional: llorar. Desafortunadamente, el manual de crianza de los hijos no ofrece una guía sobre cómo determinar el significado del llanto. Los padres algunas veces aprenden con la experiencia que el llanto de su bebé puede ser ligeramente diferente dependiendo de su causa, por ejemplo hambre o malestar.
 El problema fundamental para desarrollar un detector de emociones para el llanto de un bebé es que éste no puede confirmar verbalmente lo que significa su llanto. Varios investigadores han tratado de clasificar las emociones de los niños muy pequeños basándose en el análisis de los patrones de llanto, pero han tenido poco éxito hasta ahora.
 Tomomasa Nagashima, del Departamento de Ciencias de la Computación e Ingeniería de Sistemas, en el Instituto de Tecnología Muroran en Hokkaido, y sus colaboradores han empleado una estrategia de reconocimiento de patrones de sonido que usa un análisis estadístico de la frecuencia del llanto y otros parámetros acústicos, para clasificar diferentes tipos de llanto.
 Los investigadores luego fueron capaces de correlacionar los diferentes espectros de audio registrados con estados emocionales de un bebé confirmados por sus padres. En sus pruebas, se usaron grabaciones de bebés llorando que padecían de un trastorno genético doloroso, para diferenciar el llanto por dolor de otros tipos de llanto.
 El equipo de Tomomasa Nagashima alcanzó una tasa de éxito del 100 por cien en una validación para clasificar los llantos por dolor y los debidos a otras causas más comunes.
 La nueva técnica algún día podría ser incorporada a dispositivos electrónicos portátiles para ayudar a los padres o a los cuidadores a decidir qué hacer cuando el bebé está llorando.
Scitech News

EL CEREBRO PROCESA POR SEPARADO EL INICIO Y EL CESE DE UN SONIDO

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Neurología
Lunes, 29 de Marzo de 2010 08:24
Un equipo de investigadores de la Universidad de Oregón ha aislado un canal de procesamiento independiente de sinapsis en el interior de la corteza auditiva del cerebro, que se ocupa específicamente de desactivar el procesamiento de los sonidos en los momentos apropiados. Tal regulación es vital para la audición y para comprender el lenguaje hablado.

Foto: U. Oregon

El descubrimiento contradice una suposición que se ha tenido por válida desde hace mucho tiempo, la de que la señalización de la aparición de un sonido y la señalización de la extinción del mismo son manejadas por la misma vía neuronal. El nuevo hallazgo, que apoya a una teoría en auge, según la cual un conjunto separado de sinapsis es responsable de la señalización del cese de un sonido, puede conducir a nuevas terapias, orientadas de manera específica a uno u otro conjunto de sinapsis. También podrían verse beneficiados algunos dispositivos para personas con problemas auditivos.  Para realizar la investigación, Michael Wehr, Ben Scholl y Xiang Gao monitorizaron en ratas la actividad de las neuronas y sus sinapsis mientras exponían los animales a ráfagas de sonidos de milisegundos de duración, con el fin de detectar sus respuestas cerebrales al inicio de cada sonido y también al final del mismo. Probaron varias duraciones y frecuencias de sonidos en una serie de experimentos.
 Resultó claro, según comprobaron los investigadores, que un conjunto de sinapsis respondía de manera muy fuerte a la aparición de los sonidos, en tanto que otro grupo diferente de sinapsis respondía al brusco cese de tales sonidos. No hubo superposición de los dos conjuntos de sinapsis. El final de un sonido no afectó a la respuesta frente a un nuevo sonido. Esto confirma la sospecha de la existencia de canales de procesamiento separados.
 Tal como señala Wehr, ser capaces de percibir con eficacia cuándo cesan los sonidos es muy importante para el procesamiento del lenguaje hablado. Uno de los problemas verdaderamente difíciles en el habla, aunque a la mayoría de la gente le pueda resultar difícil de creer, es percibir los límites entre las diferentes partes de las palabras. No se sabe muy bien cómo el cerebro consigue hacerlo.
 Lo descubierto en este nuevo estudio puede resultar útil para los terapeutas que trabajan con niños que sufren de déficit en el lenguaje hablado y en el aprendizaje, y también para el diseño de audífonos e implantes cocleares.
Scitech News

lunes, 29 de marzo de 2010

SEÑALES CEREBRALES MAS POTENTES AL USAR UNA INTERFACE CEREBRO-MAQUINA


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Neurología
Lunes, 29 de Marzo de 2010 08:27
Utilizar las señales cerebrales para controlar teclados, robots o dispositivos protésicos es un área activa de la investigación médica. Ahora, un equipo de investigadores en la Universidad de Washington ha completado un análisis de señales en la superficie cerebral de varias personas mientras éstas ejecutaban movimientos imaginarios para controlar un cursor. Los resultados muestran que ver a un cursor responder a nuestros pensamientos induce señales cerebrales más fuertes que las generadas en la vida cotidiana.

Foto: University of Washington

Los culturistas adquieren músculos mayores de lo normal levantando pesas. A la luz de lo descubierto en el nuevo estudio, parece ser que algo similar sucede con la mente: Las personas que interactúan durante un tiempo suficiente con un ordenador, usando para ello una interface mente-máquina, acaban siendo capaces de generar señales cerebrales más potentes que las de las personas normales. Y los primeros resultados llegan muchísimo antes que con el culturismo.  "Usando estas interfaces, los pacientes crean poblaciones superactivas de células cerebrales", señala Kai Miller, del equipo de investigación.
 El hallazgo promete ayudar a la rehabilitación de pacientes que han sufrido derrames cerebrales u otros daños neurológicos. También sugiere que un cerebro humano podría volverse rápidamente experto en manipular un dispositivo externo como la interfaz de un ordenador o un dispositivo protésico.
 El equipo de expertos en computación, físicos, fisiólogos y neurocirujanos estudió a ocho pacientes que esperaban ser sometidos a una cirugía inminente para tratarles sus problemas de epilepsia en dos hospitales de Seattle. Los pacientes tuvieron electrodos pegados a la superficie de sus cerebros durante la semana de la cirugía y consintieron en participar en la investigación que analizaría la conexión de cerebros a ordenadores.
 Los investigadores primero registraron los patrones cerebrales cuando los sujetos realizaban varias acciones físicas.
 Luego, los científicos registraron los patrones cerebrales cuando los sujetos se imaginaban realizando las mismas acciones. Estos patrones eran similares a los patrones de las acciones reales pero mucho más débiles, como se esperaba por lo descubierto en estudios anteriores.
 Finalmente, los investigadores analizaron las señales cuando los sujetos se imaginaban realizando la acción y esas señales cerebrales eran usadas para mover un cursor hacia un objetivo en la pantalla de un ordenador.
 Después de menos de diez minutos de práctica, las señales cerebrales de los movimientos imaginarios se volvieron significativamente más fuertes que las emitidas cuando los sujetos estaban realizando los movimientos físicos.
 Rajesh Rao también ha intervenido en el estudio.
Scitech News