Tesis Jesús Gómez Bujedo UNED La simetría como Operante Generalizada 250609

Tesis doctoral: La simetría como operante generalizada

Tesis Doctoral

LA SIMETRÍA COMO OPERANTE
GENERALIZADA:
PROPIEDADES DE LAS CLASES DE EQUIVALENCIA Y
TEORÍA DE LOS EJEMPLARES

Jesús Gómez Bujedo
Licenciado en Psicología

Tesis Doctoral dirigida por:
Dr. D. Andrés García García
Dr. D. Vicente J. Pérez Fernández

DEPARTAMENTO DE PSICOLOGÍA BÁSICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA 2009
Madrid, Departamento de Psicología Básica


INTRODUCCIÓN



El estudio de la conducta derivada desde el
Análisis Experimental del Comportamiento

• La investigación psicológica ha desarrollado numerosas estrategias para
abordar el estudio del comportamiento derivado y complejo

• En particular, una extensa línea de investigación dentro del Análisis
Experimental del Comportamiento (AEC) examina el origen el
comportamiento novedoso o derivado

• El objetivo de esta línea de investigación es determinar las condiciones
necesarias y suficientes para que, a partir de un conjunto de aprendizajes
previos, se deriven otras conductas no entrenadas




• La derivación de conductas adaptativas nuevas permite el desarrollo de
repertorios cada vez más complejos y flexibles, que tienen su máximo
exponente en los procesos cognitivos humanos

• El análisis comparado con otras especies animales permite una
aproximación parsimoniosa a los requisitos últimos de los que dependen
estos comportamientos con el máximo control experimental posible

• El presente trabajo de investigación se centra en las condiciones
necesarias y suficientes para la derivación de simetría en animales no
humanos (palomas)




• En el nivel de análisis psicológico, los comportamientos derivados se
pueden dar tanto en los fenómenos de condicionamiento clásico como
operante

• Nos centraremos en el comportamiento operante, que es donde la hipótesis
de los ejemplares sitúa a la simetría

• Control de estímulos. El estímulo discriminativo (Ed) o delta (E∆)
modificará la probabilidad de emisión de la operante

Ed R Er


• Discriminación Condicional e Igualación a la muestra

Estímulos de
A muestra B
(EC)

Estímulos de
X Y comparación X Y
(Ed/ED)

Er Consecuencias
Er


• Simetría o bidireccionalidad

ENTRENAMIENTO PRUEBA

La simetría se demuestra cuando la discriminación se mantiene a pesar de
cambiar sus papeles los estímulos de muestra y comparación




• Dentro del AEC, el estudio de la simetría se ha desarrollado históricamente
en el marco de la formación de clases de equivalencia (Sidman, 1971;
Sidman y Tailby, 1982)

• La equivalencia de estímulos es un paradigma experimental utilizado para
estudiar conductas derivadas en humanos, y la simetría es una de sus
propiedades

• Este fenómeno se ha relacionado con la conducta verbal y simbólica, y
también con la inteligencia y la creatividad

• La simetría se encuentra sistemáticamente en humanos verbales pero ha
sido difícil de encontrar en otros animales

• El origen de esta capacidad no está claro



Hipótesis sobre el origen de la simetría
Equivalencia

B
• Las hipótesis sobre el origen de la
simetría se enmarcan en las teorías sobre
Relaciones
la equivalencia de estímulos entrenadas

• Primitivo: La capacidad para establecer

A
relaciones simétricas es producto de las
contingencias de supervivencia (evolución)

• Respuesta mediadora: el origen de la
simetría es la doble función de la conducta,

C
que actúa como estímulo y como respuesta

• Ejemplares: La simetría es una operante Relaciones
derivadas
generalizada, que se aprende a partir de
cierto número de entrenamientos
bidireccionales
Simetría



Hipótesis de los ejemplares
• Supuestos

1) Una clase de respuestas funcionales (operante) no puede ser
definida por sus propiedades físicas

2) Las clases de estímulos que controlan la respuesta también deben
ser definidos funcionalmente

3) Esto es cierto tanto para las operantes simples como para las de
orden superior

4) Una relación entre eventos puede servir como estímulo
discriminativo



Principales apoyos empíricos a la
hipótesis de los ejemplares
1) Definición funcional del estímulo
• Abstracción (p. ej. Fields, 1932)

2) Control de estímulo relacional
• Reflexividad (p. ej. Wright y cols., 1988)

3) Apoyo empírico a la simetría tras entrenamiento en ejemplares
• Equivalencia y simetría en el león marino
(Schusterman y Kastak, 1993)
• Simetría en un chimpancé entrenado en lenguaje
(Yamamoto y Asano, 1995)
• Simetría en humanos con pocas habilidades verbales
(p. ej. Luciano y cols., 2007)



PROPUESTA
• El control de estímulo incidental interfiere en la derivación de simetría

ENTRENAMIENTO
MUESTRA PRUEBA
Posición central
Posición central
(antes lateral)
(Lionello y Urcuioli, 1998)
Momento T1
Momento T1
(antes T2)
(Frank y Wasserman,
2005)
Función conductual ¿?
(antes C1)
Función conductual M1
(Urcuioli, 2008)

COMPARACIÓN
Si las dimensiones no
Posición lateral (antes central)
Posición lateral relevantes del estímulo
Momento T2 (antes T1)
Momento T2 ejercen control, la
Función conductual ¿? (antes M1)
Función conductual C1 función conductual no
se transferirá


PROPUESTA
• El entrenamiento en múltiples ejemplares puede eliminar el control de estímulo incidental

ENTRENAMIENTO EN EJEMPLARES PRUEBA

A1 A1 C1 C1 E1 E1 (…) X1 X1

B1 B1 D1 D1 F1 F1 (…) Y1 Y1

Los estímulos El entrenamiento La función conductual
aparecen en ambas elimina el control se mantiene tras el
posiciones temporales de la posición cambio

• Todas las dimensiones irrelevantes del estímulo pierden su función
• La única dimensión relevante del estímulo es la relación X - Y



EXPERIMENTOS



Objetivo general

Poner a prueba experimentalmente la hipótesis de los
ejemplares en el caso de la simetría o bidireccionalidad
con palomas como sujetos



Objetivos específicos

1) Tecnológico / instrumental

2) Procedimental

3) Aportar evidencia empírica

4) Proporcionar orientaciones para la investigación



Experimento Piloto 1

• Objetivo:
– Poner a prueba tanto los nuevos aparatos como el diseño
original realizado para testar la hipótesis de los ejemplares y los
procedimientos experimentales utilizados

• Método:
– Sujetos
– Aparatos
– Estímulos
– Diseño
– Procedimiento



• Sujetos

• Ocho palomas bravías (columba libia),
mantenidas al 80% de su peso ad libitum

• Los sujetos fueron divididos
aleatoriamente en dos grupos:

- Grupo 1: sujetos 9 a 12
- Grupo 2: sujetos 13 a 16



• Aparatos
• 4 cajas de Skinner modificadas, en las que uno de los laterales es
una pantalla táctil de ordenador
• La pantalla táctil de ordenador se divide hasta en 8 regiones
independientes tanto para presentar los estímulos como para
computar las respuestas

Panel táctil divisible

5 6 7 8

1 2 3 4



• Estímulos

• Se creó un banco de estímulos con imágenes extraídas de Internet o,
en algunos casos, creadas expresamente para su uso en este
experimento

• Las imágenes fueron seleccionadas tendiendo en cuenta el juicio de
los experimentadores sobre su discriminabilidad

• La asignación de los estímulos al entrenamiento se realizó por
aleatorización

• Características técnicas:
– Tamaño: 200 por 300 píxeles
– Formato de archivos: mapa de bits (BMP) de 24 bits por píxel
(color verdadero)



• Diseño

• Grupo 1: Tres clases de dos estímulos cada una. Muestra y
comparaciones en posiciones aleatorias

• Grupo 2: Seis clases de estímulos con dos estímulos cada una con la
muestra y comparaciones en posiciones fijas



• Procedimiento

Fase Parámetros del Programa Criterio
1) Entrenamiento al comedero Tiempo fijo 25 seg. Aumento de peso
Reforzamiento: 5 seg. significativo
40 ensayos por sesión durante una
sesión
2) Automoldeamiento / ITI: 22 seg. 64 ensayos con
Razón Fija 1 - ARF1 (pos. variable) EC/Ed: 8 seg. respuesta en
2a) ARF-AC (posición fija) Reforzamiento: 3 seg. una sesión
2b) Moldeam. por aprox. Sucesivas 64 ensayos por sesión

3) Razón fija: ITI: 0 seg. 64 ensayos con
1, 2, 5, 7, 10, 15 y 20 respuestas Reforzamiento: 3 seg. respuesta en
64 ensayos por sesión una sesión

4) Discriminación condicional ITI: 12 seg. 80% de aciertos en
ISI: 1 seg. tres sesiones
Reforzamiento: 3 seg. consecutivas
Tiempo Fuera: 15 seg.
64 ensayos por sesión



• Resultados y discusión

1) La respuesta operante a los estímulos de la pantalla táctil fue más
difícil de obtener que en las cámaras experimentales estándar

2) Se encontró una alta tensión de razón, especialmente en el grupo de
seis comparaciones

3) Las limitaciones del procesamiento del equipo informático retrasaron
la presentación de los estímulos. Se detectaron algunos problemas
en los comederos

4) Estos resultados llevaron a un rediseño del experimento




• Objetivo:
– Ajustar el diseño experimental a las posibilidades de las
cámaras operantes

• Método:
– Sujetos: Los mismos que en el experimento anterior
– Aparatos: Los mismos que en el experimento anterior
– Estímulos:
• Los mismos que en el experimento anterior para continuar el
preentrenamiento
• Nuevo conjunto de estímulos aleatorios para la discriminación
condicional



• Diseño

• Grupo 1: Tres clases de dos estímulos cada una. Muestra y
comparaciones en posiciones aleatorias

• Grupo 2: Tres clases de estímulos con dos estímulos cada una con
la muestra y comparaciones en posiciones fijas

• Set de estímulos: Se diseñaron dos sets de estímulos diferentes.
La mitad de los sujetos fueron asignados a un set y el resto al otro.



• Procedimiento

ITI: 12 Seg.; ISI: 1 Seg.; Muestra y comparaciones: RF10
Reforzamiento: 4 Seg.; 64 ensayos por sesión

Grupo 1: Posiciones aleatorias Grupo 2: Posiciones fijas

Muestra

Comparaciones



• Resultados y discusión

• Los aparatos funcionaron
adecuadamente con menos
estímulos a la vez
• Se llevaron a cabo otros
ajustes en las cámaras

• La velocidad de adquisición
del Grupo 2 fue más rápida
que la del Grupo 1
• Sólo un sujeto de cada grupo
llegó a cumplir el criterio tras
90 sesiones (6 meses)

• La velocidad de adquisición no permitía probar la hipótesis en un tiempo razonable
• El experimento fue rediseñado para tratar de incrementar la velocidad de adquisición



Experimento Final

• Objetivo:
– Poner a prueba la hipótesis de los ejemplares tras optimizar el
procedimiento en función de los resultados previos

• Método:
– Sujetos: Los mismos que en el experimento anterior
– Aparatos: Los mismos que en el experimento anterior
– Estímulos:
• Nuevo conjunto de estímulos aleatorios para la discriminación
condicional



Experimento Final
• Diseño

• Dos clases de estímulos con dos estímulos por clase

Grupos / Estímulos G1: Posición Aleatoria G2: Posición Fija

S. 9 S. 13
AB; BA AB; BA
Set 1
S. 10 S. 14
BA; AB BA; AB
S. 11 S. 15
AB; BA AB; BA
Set 2
S. 12 S. 16
BA; AB BA; AB



Experimento Final
Procedimiento (I)
12’’ ITI Muestra

)
(F R10
1’’ ISI Comparaciones

(RF 10) (RF 1)

Madrid, 4” Comedero
Departamento de Psicología Básica 15” Tiempo


Experimento Final
• Procedimiento (II)
– Las sesiones terminaban cuando el
sujeto completaba 64 ensayos o tras 90
minutos

– Criterio de aprendizaje: 80% de aciertos
durante 3 sesiones consecutivas en las
dos parejas de estímulos (p. ej. A1 - B1
y A2 - B2)
– El experimento se realizó cinco días a la
semana, durante 46 meses
– Hipótesis de los ejemplares, se producirá una disminución progresiva en la proporción de
sesiones necesarias para aprender las inversiones conforme avance el entrenamiento
– Variable dependiente principal: número de sesiones hasta el criterio



Experimento Final
• Resultados (I). Datos globales y análisis de los errores

SUJETO Ensayos Sesiones Sesiones % sesiones • Los sujetos recibieron un extenso
totales totales válidas válidas
entrenamiento (entre 374 y 664
P09 29.514 489 423 86,50
sesiones)
P10 27.305 483 437 90,48

P11 23.059 374 336 89,84

P12 33.253 540 519 96,11
• Se eliminaron del análisis las
P13 38.831 634 579 91,32 sesiones en las que se
P14 37.889 622 583 93,73 detectaron errores
P15 38.942 633 579 91,47

P16 37.982 616 569 92,37
• El porcentaje global de errores
TOTAL fue moderado: 8,44%
SUJETOS 266.775 4.391 4.025 91,66 %

• Las distintas categorías de error no correlacionaron significativamente con
ninguna de las variables relevantes



Experimento Final
• Resultados (II). Análisis grupal

• Los datos grupales
apuntan a la necesidad
de un mayor número de
sesiones hasta el criterio
en el Grupo 1 que en el
Grupo 2
• Lo mismo ocurre con el
Set 1 respecto al Set 2
• Limitaciones:
– Bajo número de datos
en algunas condiciones
– Ausencia de normalidad
y homocedasticidad



Experimento Final
• Resultados (III). Comparación de discriminaciones
directas e inversas – Grupo 1

*

* *

*
*
* *
*



Experimento Final
• Resultados (IV). Comparación de discriminaciones
directas e inversas – Grupo 2

*

*
*



Experimento Final
• Resultados (V). Comparación de la proporción de
discriminaciones directas e inversas – Sujetos 15 y 16

• Se muestran en el mismo color las
discriminaciones en el mismo orden
muestra – comparación
• La proporción de sesiones directas e
inversas no parece variar
sistemáticamente conforme avanza el
entrenamiento
• Sin embargo, esta proporción parece
depender del orden muestra
-comparación
• El mismo efecto se replica en las
discriminaciones de otros sujetos



Experimento Final
• Resultados (VI). Comparación de discriminaciones
directas e inversas – Evolución sujeto 15
• El Sujeto 15 realizó 12
inversiones

• Consideradas
globalmente, se aprecia
una ligera tendencia a
disminuir la proporción
de sesiones en las
discriminaciones
inversas respecto a las
directas

• Esta tendencia apunta en la línea de la hipótesis de los ejemplares

• Sin embargo, este dato no está avalado con la potencia estadística o el
control experimental necesarios para extraer conclusiones sólidas.



Experimento Final
• Resultados (VII). Criterios de aprendizaje
• Se realizó un análisis de la evolución de la adquisición de las discriminaciones,
en términos de número de sesiones necesarias para alcanzar los siguientes
criterios de acierto: 60%(2), 67%(2), 75%(2), 80%(2), y 80%(3)
• Globalmente, los sujetos emplean el 55% de las sesiones en llegar al criterio
75%(2) (adquisición) y el 45% restante en llegar al criterio final (asíntota)
• Esta proporción varió entre cada
pareja de estímulos
• La proporción de sesiones varió
sistemáticamente con la pareja de
estímulos utilizada, pero no con el
orden de entrenamiento
• En algunos casos se encontraron
asíntotas acusadas, pero no en
otros, incluso al invertir el orden
muestra - comparación



Experimento Final
• Resultados (VIII). Discriminabilidad de los estímulos (i)

• Se realizó un análisis de la discriminabilidad de los estímulos, comparando la
discriminabilidad nominal (asignada por los experimentadores) con la
discriminabilidad global (medida a posteriori de la ejecución de los sujetos)
• Se realizó el siguiente ANOVA:
– Factores: discriminabilidad nominal de las muestras y las comparaciones
Valores: alta, media, baja
– Variable dependiente: discriminabilidad global
Valores: número de sesiones hasta el criterio
• La discriminabilidad nominal de los estímulos explicó casi tres cuartas partes
de la varianza de la variable dependiente:
– F(5,10) = 5,0608, Sig. = 0,010; R2 = 0,737
– El factor interacción (muestras x comparaciones) no fue significativo



Experimento Final
• Resultados (VIII). Discriminabilidad de los estímulos (ii)

• La discriminabilidad nominal de las muestras correlacionó significativamente
con el número de ensayos necesarios para alcanzar los criterios 60%(2),
80%(3) y especialmente con el criterio final (R = 0,46; Sig. = 0,008)
• Se realizó un nuevo ANOVA para comprobar la influencia de la
discriminabilidad nominal en los distintos criterios de aprendizaje:
– Factores: discriminabilidad nominal de las muestras y las comparaciones
Valores: alta, media, baja
– Variable dependiente: proporción de sesiones necesarias para cada
criterio
• La discriminabilidad nominal de los estímulos explicó casi dos tercios de la
varianza de la variable dependiente sólo para el criterio final:
– F(6,33) = 9,899; Sig. = 0,000; R2 = 0,643
– El factor discriminabilidad de las muestras fue significativo, pero no el de
las comparaciones
– El factor interacción (muestras x comparaciones) no fue significativo



Experimento Final
• Discusión
1) Los errores contabilizados no comprometen la validez del diseño, pero probablemente
han contribuido a ralentizar el aprendizaje

2) Se ha encontrado una variabilidad mucho mayor de la esperada en la velocidad de
aprendizaje de las discriminaciones, tanto intra como entresujetos (rango 7 – 239)

3) Los sujetos en el Grupo 1 aprenden la discriminación más lentamente que en el
Grupo 2, aunque las conclusiones del análisis grupal están fuertemente limitadas

4) Las distintas parejas de estímulos han introducido un elemento de variabilidad
sistemática no deseada en el diseño

5) La discriminabilidad de los estímulos ha ejercido una influencia mayor de lo esperado

6) El criterio de aprendizaje ha sido demasiado estricto en algunos casos, al interactuar
con la discriminabilidad de las muestras

7) No se ha encontrado evidencia de simetría derivada



DISCUSIÓN



Discusión General
1) No se ha encontrado derivación de simetría tras el entrenamiento en
ejemplares
2) Aportaciones al desarrollo de un modelo animal para investigar la hipótesis
de los ejemplares
• Desarrollo tecnológico
• Diseño de procedimientos de entrenamiento
1) Los resultados del Experimento piloto 2 y el Experimento final apuntan a
que el entrenamiento utilizado consigue disminuir el control por la posición
2) Influencia de la discriminabilidad de los estímulos
• Aumentan la variabilidad  disminuyen la fiabilidad de la variable
dependiente (sesiones hasta el criterio)
• Influyen diferencialmente en muestras y comparaciones  disminuyen
la validez de la variable dependiente (proporción de sesiones)
• La baja discriminabilidad de las muestras puede alargar artificialmente
el periodo de aprendizaje si el criterio coincide con el nivel asintótico


CONCLUSIONES



Conclusiones

1) Lecciones aprendidas sobre experimentos de larga duración
• Replicaciones
• Introducción de diversos experimentadores
• Variaciones estacionales

2) Aceleración del aprendizaje
• Aumento del número de ensayos
• Disminuir el intervalo entre estímulos (ISI)
• Aumentar el número de respuestas
• Uso de reforzadores y/o respuestas diferenciales

1) Control de la discriminabilidad de los estímulos
• La proporción de sesiones directas vs inversas hasta el criterio no puede informar por sí
sola de la derivación de simetría. Es necesario un control independiente de la
discriminabilidad

1) Utilizar criterios de aprendizaje alejados del nivel asintótico de la discriminación



Conclusiones
• Futuras líneas de investigación
1) Replicación aplicando las mejoras propuestas
2) Combinación de discriminaciones condicionales físicas y arbitrarias
3) Entrenamiento simultáneo de relaciones directas e inversas
4) Complementariedad con la hipótesis de las respuestas mediadoras
Entrenamiento en ejemplares con respuesta diferencial Prueba

A1 A2 A1 A2 C1 C2 (…) X1 X2 X1 X2

B1 B2 B1 B2 D1 D2 (…) Y1 Y2 Y1 Y2

RDA? RDB? RDA? RDB?
RDA RDB RDA RDB RDA RDB



Conclusiones
• Reflexiones finales

• El efecto de la discriminabilidad de estímulos es un inconveniente
metodológico, pero también parte de las diferencias entre los humanos
verbales y otros animales

• La abstracción de las propiedades de los estímulos que controlan el
comportamiento sólo se da de manera natural en contextos humanos y
verbales

• La tecnología nos posibilita acercar cada vez más a los animales no
humanos a las situaciones de aprendizaje típicas de esos contextos, pero
los diseños deben ser probados y sistematizados



Agradecimientos

• Dr. Andrés García • Dr. Vicente Pérez

• Dra. Nuria Ortega • Javier Ibias

• Beatriz Mata


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