Johnson-Laird (1983, 1988, 1996, 2000, 2004) atribuye el origen de la teoría a Kenneth Craik, quien en 1943 concebía que el ser humano representa los eventos externos en forma
de modelos internos que luego utiliza para razonar. La corteza cerebral como resultado de la recepción de un estímulo nervioso siente a nivel primario, decodifica el estímulo como una cierta percepción. Esta percepción - sensación es una representación interna del medio. Johnson-Laird (1983) plantea que el hombre representa internamente el mundo para comprenderlo y poder actuar sobre él, razonando en función de la construcción y manipulación de modelos mentales. Originalmente considera que las representaciones mentales utilizan un doble formato proposiciones y modelos mentales.
Las representaciones proposicionales están integradas por cadenas de símbolos o códigos que se correlacionan con el lenguaje natural y pueden ser expresadas verbalmente. Este criterio se distingue del de otros psicólogos cognitivos (Sternberg, 1996, citado en Moreira, 1996). Las representaciones proposicionales no son analógicas, captan ideasde la mente. Se consideran discretas, abstractas y rígidas.
Los modelos mentales constituyen representaciones internas de situaciones reales o imaginarias. Son espacial y temporalmente análogos a las impresiones sensoriales de lo que está representado, y contienen información procedente de distintas perspectivas. Son no discretos y un tanto abstractos. En el modelo mental se crea una representación analógica estructural, resultado del procesamiento de la información captada por los sentidos desde el medio, que mantiene una correspondencia directa entre las entidades y relaciones presentes en la estructura de esa representación y las entidades y relaciones que se quieren representar.
Johnson-Laird (1996) admite a las imágenescomo una tercera forma representacional y las considera como representaciones analógicas con un parecido intrínseco con lo representado en un sentido visual, es decir, “que la imagen de un objeto tendrá que parecerse en forma, tamaño y orientación a aquello que se está representando” (Otero, 1999, p.97). A diferencia de los modelos mentales, las imágenes no poseen capacidades explicativas.
Es posible identificar la existencia de una modelización en numerosas situaciones cotidianas. Así se pueden reconocer modelos mentales con los que se opera cotidianamente aún sin ser esto advertido. Por ejemplo, está operando un modelo mental cuando se toma la decisión de cruzar una calle en la que se observa que un vehículo se aproxima hacia el punto en que se intenta cruzar (Kofman, 2000).
En este tipo de modelos no se realizan operaciones matemáticas, sino que se actúa en función de experiencias anteriores. En el ejemplo, la mente procesa una cierta cantidad de información relacionada a las distancias, a las velocidades, a las características del vehículo y otros aspectos que pudieran adquirir relevancia para ella. Este tipo de
procesamiento se llama analógico y se realiza con un modelo mental elaborado a partir de las características individuales recogidas acerca de ese tipo de situación. Con él se representan fenómenos físicos por medio de imágenes y se utilizan analogías referidas a situaciones conocidas (Kofman, 2000).
Los modelos mentales analógicos operan en un nivel sobre el que el sujeto no tiene control, es un procesamiento inconsciente que admite variaciones en el transcurso del tiempo y puede incluir elementos contradictorios y contornos poco definidos.
Al igual que al cruzar una calle, al resolver un problema, explicar un fenómeno, o intentar predecir un hecho, se recurre en primer lugar al modelo mental ya existente. La identificación y reconocimiento de los modelos propios no es habitual.
Los modelos mentales son bloques cognitivos que se utilizan combinados y recombinados, representando al objeto o situación por los elementos y atributos de mayor relevancia. Al igual que las imágenes, son analógicos.
Las imágenes son bien específicas reteniendo los aspectos perceptivos vistos desde una única perspectiva. Los modelos mentales son análogos a impresiones sensoriales tanto espacial como temporalmente constituidos y pueden ser vistos desde diferentes perspectivas.
Pero además de los aspectos perceptivos representados analógicamente en una imagen, ésta puede ser utilizada para representar el resultado de lo creado e imaginado. También operando con un modelo mental, una imagen permite reconstruir partes no percibidas directamente. El sistema sensorial capta solo una parte del mundo externo, el modelo mental es una forma de representación cuyo formato representacional proporciona información de tipo estructural, permitiendo por inferencias, reconstruir zonas no elaboradas a partir de la imagen analógica, y crear o reconstruir una nueva imagen mucho más completa y precisa que la original.
Johnson-Laird señala que es importante diferenciar entre el modelo mental y el modelo a enseñar. Los primeros son los que las personas realmente tienen: pueden incluir elementos innecesarios, erróneos o contradictorios, observarse confusos en la definición de sus fronteras, desordenados, incompletos en su organización, inestables en el tiempo, tener un carácter no científico y ser parsimoniosos.
Las tres formas representacionales planteadas por Johnson-Laird se diferencian entre sí por la cantidad de información que comunican sobre determinado suceso. Tendrían, así, una cierta capacidad del procesamiento de la información. Los modelos mentales e
imágenes pueden llegar ser muy precisos y lograr gran especificidad. Las representaciones proposicionales muchas veces involucran información con especificidad incompleta. Por ejemplo, en una representación proposicional en la que se establece la relación espacial entre dos objetos “al lado de”, puede quedar sin explicitar si es a izquierda o derecha, situación que queda descartada para una imagen (Moreira, 1996/1999).
Norman (1983) diferencia entre modelo conceptual y modelo mental, “los modelos conceptuales se conciben como herramientas para la comprensión o para la enseñanza de sistemas físicos. Los modelos mentales son lo que las personas realmente tienen en sus cabezas y lo que guía el uso que hacen de las cosas.” Señala la necesidad de diferenciar entre la conceptualización de modelo mental elaborada por quien investiga y el modelo mental que se piensa que la persona, cuyos modelos se investiga, de hecho tiene y sugiere tres factores funcionales que se correlacionan en ambos tipos de modelos: el sistema de creencias, observabilidad y potencia predictiva.
Naturaleza y contenido de los modelos mentales
Un modelo mental representa un estado de cosas específico por medio de entidades, denominadas tokens, y relaciones organizadas en una estructura acorde al proceso sobre el que operan. Su estructura dimensional, relativamente simple, admite operar con una cantidad de información muy superior a la de las representaciones proposicionales e imágenes, siendo controlados únicamente por las dimensiones propias del modelo. El mismo estado de cosas puede representarse por diferentes modelos mentales. Entre ellos siempre se reconoce algún modelo que representa el estado de cosas de forma más simple y económica que los otros.
En un modelo mental se puede diferenciar entre la estructura y sus contenidos. El tipo de contenido de los modelos mentales es variado. Incluye elementos que representan individuos e identidades entre ellos, relaciones espaciales entre entidades o relaciones temporales o causales entre eventos. El contenido está relacionado a la finalidad de explicar, predecir o controlar para el que el modelo haya sido construido.
La estructura de los modelos corresponde a la estructura del estado de cosas del medio representado y, por lo tanto, la naturaleza de los modelos mentales está restringida por esta última. Sus contenidos estarían limitados por los conceptos que subyacen a los significados de las cosas, dado que los conceptos son restringidos por la naturaleza del aparato cognitivo humano.
Para dar precisiones de las características del formato representacional de los modelos mentales y ayudar a identificarlos, Johnson-Laird (1983) expuso un grupo de principios que imponen vínculos a su naturaleza y limitan sus contenidos: computabilidad, finitud, constructivismo, economía, no-indeterminación, predicabilidad, innatismo, número finito de primitivos conceptuales e identidad estructural.
El principio de computabilidad hace referencia a la posible descripción del modelo por procedimientos efectivos.
Por medio del principio de finitud, se establece que la cantidad de modelos con los que se opera tiene un límite impuesto por la capacidad de la memoria.
Con constructivismo Johnson-Laird refiere a que los modelos mentales se construyen a partir de la organización de elementos o tokens.
En el principio de economía el autor señala que la construcción de un primer modelo mental queda sometido a un proceso de revisión recursiva, por el cual es reformado para representar nuevos estados de cosas, limitados por las condiciones de verdad implícitas en el modelo.
En el principio de no-indeterminación, se establece que los modelos mentales pueden representar indeterminaciones siempre que no sean computacionalmente intratables. Por predicabilidad diferencia conceptos artificiales y naturales. Un concepto que se definiese por predicados que no tuvieran nada en común con otros predicados referidos a la misma cosa no sería representado por un modelo mental.
En el principio del innatismo se establece que los primitivos conceptuales son innatos y subyacen a las diferentes experiencias perceptivas, habilidades motoras y estrategias, es decir, a la capacidad del sujeto de representar el mundo. También se admite la existencia de primitivos procedimentales.
El principio de número finito de primitivos conceptuales hace referencia a que existe un conjunto finito de primitivos conceptuales que origina un conjunto de campos semánticos, en cada cual, opera otro conjunto finito de conceptos u operadores semánticos posibilitando la construcción de conceptos más complejos a partir de los primitivos subyacentes.
Con identidad estructural, refiere a que las estructuras de los modelos mentales son idénticas a las estructuras de los estados de cosas, percibidos o concebidos, que representan. En este principio también está implícita la idea de que las representaciones mentales son económicas.
La tipología de los modelos mentales de Johnson-Laird
Entre las diferentes representaciones que pueden construirse con un modelo mental, Johnson-Laird (1983, 1996) diferencia especialmente dos: los modelos físicos organizados a partir de experiencias sensoriales y que representan entidades físicas concretas; los modelos conceptuales no derivados de la percepción y construidos para representar entidades abstractas.
Los modelos físicos y conceptuales están integrados por tres conjuntos finitos. El primero de ellos se conforma por elementos o tokens vinculados a cada tipo de entidad física o abstracta. El segundo conjunto, es el de las respectivas propiedades de las entidades físicas o abstractas. El tercero corresponde a las relaciones entre las entidades físicas para los modelos del mismo nombre y, relaciones binarias expresadas mediante notaciones específicas, para los conceptuales.
Teniendo en cuenta todos los principios que restringen la naturaleza de los modelos mentales y limitan su contenido, Johnson-Laird propone lo que él llama una tipología informal y tentativa para los modelos mentales. Así, los principales modelos físicos (Johnson-Laird, 1983; Moreira, 1996; Sánchez Roger, 2011) son los siguientes:
- Relacional. Es un cuadro estático integrado por los tres conjuntos finitos: tokens, su propiedades y sus relaciones. Se deduce que este es el modelo más simple en el que no hay representación espaciotemporal.
- Espacial. Este modelo representa relaciones similares a las anteriores pero ahora localizando los tokens en un espacio uni, bi o tridimensional.
- Temporal.En este modelo hay una secuencia de cuadros modelizados espacialmente, que se ordenan temporalmente correspondiendo al orden de los eventos, aunque no necesariamente a tiempo real.
- Cinemático. En este modelo se representan cambios y movimientos de las entidades sin discontinuidades temporales. El modelo es psicológicamente continuo y puede funcionar en tiempo real.
- Dinámico.Es un modelo cinemático en el que existen vínculos entre ciertos cuadros, representando relaciones causales entre los eventos representados en ellos.
Los modelos mentales no derivados de la percepción representan situaciones verdaderas, posibles o imaginarias. En los casos más generales, se construyen a partir del lenguaje, conformando un modelo conceptual. Johnson-Laird identifica cuatro grupos principales de modelos conceptuales.
- Monádico. En este tipo de modelo, Johnson-Laird representa afirmaciones sobre las entidades y sus propiedades por medio de relaciones de identidad, igualdad, desigualdad; también incluye la posibilidad de indicar que es incierto.
- Relacional. Es aquel que añade un número finito de relaciones, posiblemente abstractas, entre las entidades individuales representadas en un modelo monádico. - Metalingüístico. Es el que incluye tokens constituidos por ciertas expresiones
lingüísticas, ciertas relaciones abstractas entre ellas y los otros elementos del modelo. - Conjunto teórico. Contiene un número finito de elementos o tokens que representan
conjuntos aunque pueden representar también propiedades abstractas del conjunto y un número finito de relaciones (incluyendo identidad y no-identidad) entre los elementos que representan conjuntos.
Johnson-Laird establece condiciones que determinan el carácter esencial de los modelos mentales, que son: (a) derivan de un número relativamente pequeño de elementos y de operaciones recursivas sobre tales elementos; (b) su poder representacional depende de procedimientos adicionales para construirlos y evaluarlos; (c) las mayores restricciones sobre los mismos derivan de la estructura percibida o concebida de los estados de cosas del mundo, de los conceptos que subyacen a los significados de los objetos y eventos y de la necesidad de mantenerlos libres de contradicciones.
La teoría de los modelos mentales es empleada para la interpretación de resultados en líneas vinculadas con la cognición, el lenguaje, la percepción y el razonamiento: en procesamiento del lenguaje, la atención se ha centrado en cómo son construidos los modelos mentales cuando las personas comprenden lo que leen o lo que les es dicho (Garnham, 1997, citado en Moreira, 1996/1999); en percepción de alto nivel, el interés de los investigadores se ha centrado en representaciones internas de sistemas externos, permiten analizar los modelos asociados con la manera en que las personas perciben el mundo, en particular, los sistemas físicos; en aspectos vinculados al razonamiento, se ha defendido la posición de que las personas utilizan modelos mentales para razonar y resolver problemas y no la lógica formal.
La necesidad de condiciones de verdad
Johnson-Laird (1988, p.54) establece una relación entre el lenguaje natural y el lenguaje mental, en la que el significado es elaborado por descomposición en primitivos, pero asegura que “el significado es algo más que un vasto conjunto de postulados de significado sin ordenar”, e indica que una red semántica no explica cómo se relacionan las palabras con el mundo. Señala que la traducción de enunciados en representaciones, al igual que las redes, no dice nada sobre sus condiciones de verdad.
Laird indica que la referencia de una expresión, en el sentido lógico fregeliano, es lo que ésta representa en el mundo, mientras que su sentido es aquello que la relaciona con su referencia. Al cambiar la referencia de la oración, cambia su valor de verdad, pero su
sentido sigue siendo el mismo. La referencia de una oración es decir, “la distinción entre la proposición expresada y su valor de verdad es una generalización natural de la distinción entre el sentido y la referencia de una frase nominal. La verdad de una oración depende de las referencias de sus expresiones; la proposición por ella expresada depende de sus sentidos.”
Para Johnson-Laird (1988) una manera rigurosa para establecer las condiciones de verdad de las expresiones de un lenguaje formalizado consiste en interpretar las expresiones asignándoles referentes no en el mundo real, sino en un modelo. Así las interpretaciones aportan dos tipos de reglas semánticas. Las del primer tipo interpretan cada palabra básica del lenguaje. Las reglas semánticas del segundo tipo forman interpretaciones de expresiones complejas a partir de las interpretaciones de sus constituyentes; estas reglas están concebidas para operar paralelamente a las reglas sintácticas del cálculo.