Un grupo de investigadores españoles del Centro Champalimaud para lo Desconocido, en Lisboa (Portugal), descubre que la Ley de Weber se puede entender como la consecuencia de una nueva ley psicofísica que describe el tiempo que se tarda en tomar una decisión, en lugar de describir solamente la alternativa elegida.
Durante siglos, el mundo de la mente y el mundo físico fueron tratados de forma completamente distinta. Mientras que el movimiento de los objetos inanimados se podía medir y, en último término, predecir usando las matemáticas, el movimiento de los seres vivos -su comportamiento- parecía guiado por fuerzas diferentes, bajo el control de la voluntad.
La psicofísica es la ciencia que estudia la relación entre los estímulos físicos en el entorno y las sensaciones que evocan en la mente de los sujetos. Weber hizo experimentos en los que preguntaba a individuos cuál de entre dos objetos de peso parecido era, de hecho, el más pesado. De estos experimentos concluyó que la probabilidad de que un sujeto eligiese correctamente solo dependía del cociente entre los dos pesos.
Por ejemplo, si un sujeto acierta un 75% de las veces cuando compara un objeto de 1 kg con otro de 1,1 kg, entonces también decidirá correctamente un 75% de las veces al comparar un peso de 2 kg con otro de 2,2 kg o, en general, al comparar cualquier par de objetos tales que uno sea un 10% más pesado que el otro.
Esta regla sencilla pero precisa abrió la puerta a la cuantificación del comportamiento en términos de leyes matemáticas.
Explicaciones matemáticas del comportamiento
Las observaciones de Weber fueron generalizadas a todas las modalidades sensoriales y a gran número de especies, convirtiéndose en lo que hoy se conoce como la Ley de Weber, la más antigua y firmemente establecida de las leyes psicofísicas.
Las leyes psicofísicas describen regularidades precisas de la percepción que sirven para encontrar explicaciones matemáticas del comportamiento en términos de procesos cerebrales, del mismo modo que los patrones precisos del movimiento de los planetas fueron útiles para entender el funcionamiento de la gravitación.
A lo largo de los años se propusieron muchas explicaciones a la Ley de Weber. Aunque todas ellas describen adecuadamente los hallazgos de este médico alemán, no existía un test experimental que permitiese entender qué explicación era más correcta. De este modo, el puzle de la explicación matemática de la Ley de Weber permanecía abierto.
Nueva ley psicofísica para el tiempo de una decisión
Ahora, un trabajo publicado en Nature Neuroscience demuestra que la ley de Weber se puede entender como la consecuencia de una nueva ley psicofísica que describe el tiempo que se tarda en tomar una decisión, en lugar de describir solamente la alternativa elegida. La nueva regla es suficiente para derivar una base matemática clara y precisa del proceso cognitivo que subyace a la ley de Weber.
En este nuevo estudio, Alfonso Renart, investigador principal que lidera el trabajo, y su equipo entrenaron a ratas para que discriminaran entre dos sonidos con intensidades ligeramente distintas. Construyeron auriculares en miniatura, adaptados a la cabeza de las ratas y los usaron para presentar sonidos de intensidad controlada simultáneamente en los dos oídos.
En cada ensayo, el sonido en uno de los dos auriculares era ligeramente más alto y el trabajo de las ratas consistía en comunicar, orientando su cabeza hacia el lado correspondiente, cuál era el auricular donde el sonido era más alto.
«Este comportamiento es natural para las ratas porque, en general, orientan su cabeza hacia las fuentes sonoras, al igual que nosotros», explica José L. Pardo Vázquez, otro de los autores del trabajo. Las ratas podían oír el sonido durante tanto tiempo como les hiciese falta para tomar una decisión. De este modo, cada ensayo generaba una elección (izquierda o derecha), y un tiempo de decisión.
El tiempo es la clave
«Nuestros experimentos confirmaron que el comportamiento de las ratas se ajustaba a la ley de Weber¨, dice Pardo Vázquez. «Su habilidad para decirnos cuál de los dos sonidos era más intenso solo dependía del cociente entre sus intensidades. La precisión con la que comparaban la intensidad de dos sonidos leves y dos sonidos intensos era la misma siempre que el cociente de las intensidades entre los dos pares de sonidos fuese constante».
Después, el equipo comenzó a analizar en detalle el tiempo que tardaban las ratas en tomar sus decisiones, un paso que acabó resultando crucial. «Normalmente, los estudios sobre la ley de Weber se concentraban en la precisión de las discriminaciones, que es el aspecto que el mismo Weber describió» explica Pardo Vázquez.
