La Tarea de Rotación Mental

La Prueba de Rotación Mental es una tarea poderosa en el campo de la psicología cognitiva para estudiar el procesamiento espacial. ¡Sigue leyendo para aprender más sobre los detalles de la tarea de rotación mental en 2D y 3D, su historia, cómo puede ser realizada (incluyendo en un entorno en línea), los poderosos hallazgos de investigación que puede revelar, así como ejemplos de experimentos que han utilizado esta tarea!

Historia de la Tarea de Rotación Mental

La prueba de rotación mental data de la década de 1970 cuando fue desarrollada para estudiar las habilidades de una persona para rotar mentalmente objetos. En 1971, Roger Shepard y Jacqueline Metzler fueron de los primeros en estudiar objetivamente la rotación mental al presentar varios pares de objetos 3D, cúbicos o alineados de manera asimétrica, y posteriormente medir el tiempo de reacción cuando los participantes determinaban si los objetos emparejados eran una coincidencia (Shepard, R. N., & Metzler, J., 1971). En 1978, Steven G. Vandenberg y Allan R. Kuse formalizaron la Prueba de Rotaciones Mentales basada en la tarea de rotación mental de Shepard y Metzler de 1971 presentando objetos 3D en diferentes orientaciones al rotarlos alrededor de un eje vertical. Esta fue una prueba de 20 ítems y el participante tenía que comparar cuatro figuras y seleccionar dos opciones que coincidieran con la figura criterio (Vandenberg, S. G., & Kuse, A. R., 1978).

Acerca de la Prueba de Rotación Mental

¿Qué requiere la tarea de rotación mental de los participantes? ¡Es bastante sencillo de hecho!

La visión general del experimento de rotación mental es la siguiente:

1. Se presenta al participante un objeto criterio / objetivo.
2. El participante debe decidir cuáles dos opciones (de las cuatro presentadas) coinciden con el objeto criterio / objetivo.

Rotación en 2D

En algunas versiones del experimento de rotación mental, se prueba la rotación de formas en 2D:

Administración de la Prueba de Rotación Mental en 2D o 3D

La tarea de rotación mental en Labvanced puede llevarse a cabo mediante:

1. Administrar la prueba en línea (para estudios remotos) para la cual el enlace de estudio URL puede compartirse fácilmente con los participantes, o
2. Localmente sin conexión a Internet utilizando nuestra aplicación de escritorio
3. Los investigadores pueden importar la tarea a su editor de diseño y configurar el experimento sin tener que codificar. Consulta las pruebas de rotación mental en Labvanced aquí, simplemente haz clic en el botón ‘participar’ para probarlo o ‘importar’ para cargarlo en tu cuenta y usarlo como base de tu experimento:
   • Tarea de Rotación Mental en 2D - Letras
   • Rotación Mental - Cuerpo
4. Además, se pueden incluir características avanzadas como nuestro seguimiento ocular basado en cámara web para agregar una capa adicional de datos fisiológicos, además de los tiempos de reacción.

Funciones y Procesos Cognitivos

Varios funciones y procesos cognitivos son descubiertos por experimentos de rotación mental, incluyendo:

• Inteligencia
• Organización
• Razonamiento
• Cognición Espacial
• Percepción Visual

Al coincidir dos imágenes que son idénticas, los siguientes procesos cognitivos están implicados en la prueba de rotación mental:

1. Preprocesamiento perceptual
2. Identificación / discriminación de los estímulos
3. Identificación de la orientación espacial de los estímulos
4. Juicio de la paridad
5. Respuesta conductual, es decir: selección / ejecución de elección

Juntos, estos procesos permiten a un participante completar con éxito una tarea de rotación mental (Kaltner, S., & Jansen, P., 2014).

Medición y Datos de la Prueba de Rotación Mental

• Precisión / Tasa de error: la precisión general o errores realizados a lo largo de la tarea.
• Disparidad angular: se refiere al ángulo particular que tiene el estímulo con respecto al estímulo referente.
• Tiempo no decisional: la cantidad de tiempo que otros procesos tardan más allá de la toma de decisiones, como la codificación del estímulo y la ejecución de respuestas motoras.
• Tasa de deriva: el tiempo que se requiere para acumular información.
• Separación de límites: la distancia entre dos respuestas separadas. Este valor se vuelve más amplio cuando se prioriza la precisión sobre la velocidad, así como cuando se aumenta el ángulo de rotación.
• Tiempo de reacción: el tiempo que toma seleccionar una respuesta.
• Duración de la mirada / fijaciones: si se emplea el seguimiento ocular, entonces métricas relevantes como la duración de la mirada y fijaciones también pueden ser reportadas como un medio para entender la estrategia de procesamiento visual de los participantes. Un ejemplo de resultados reportados utilizando datos de seguimiento ocular en el contexto de la tarea de rotación mental incluye la relación de recuento de ejecución (RC ratio) que se calcula dividiendo el número medio de fijaciones en respuestas incorrectas por el número en respuestas correctas (Suzuki et al., 2018).

Posibles Confusiones a Considerar

Ciertas confusiones deben ser consideradas durante las etapas de diseño experimental y análisis de datos, tales como:

• Diferencias de sexo: Para tareas de rotación mental en 2D y 3D, los hombres tienen una ventaja cognitiva (Collins, D. W., & Kimura, D., 1997). Este hallazgo ha sido respaldado por un estudio de metasíntesis con una muestra de más de 12 millones de participantes que concluye que, en lo que respecta a la prueba de rotación mental, los hombres muestran la mayor diferencia cognitiva de sexo en la literatura psicológica (Zell, E., Krizan, Z., & Teeter, S. R., 2015).
• Ansiedad espacial / autoconfianza: Relacionado con el punto anterior, un estudio diferente encontró que las marcadas diferencias de sexo/género en la tarea de rotación mental pueden estar mediadas por la ansiedad espacial y la autoconfianza, especialmente cuando las exigencias de la tarea son altas (Arrighi, L., & Hausmann, M. , 2022).
• Lateralidad: Aunque no es tan llamativa como la confusión de sexo, la lateralidad también juega un papel en el rendimiento de rotación mental. Se ha demostrado que los diestros son más rápidos que los zurdos. Además, la lateralidad juega un papel en la facilitación cuando las imágenes presentadas corresponden a la mano dominante (Jones et al., 2021).

Usos de las Puntuaciones MRT

Como los objetivos del estudio pueden variar, a continuación se presentan los usos más comunes de las puntuaciones obtenidas de las pruebas de rotación mental:

1. Descripción de las habilidades espaciales de los participantes: para cuantificar un aspecto de las habilidades espaciales y el razonamiento.
2. Comparación de la cognición dentro de los grupos: para cuantificar y comparar los procesos cognitivos relacionados con MRT entre dos grupos, como participantes disléxicos versus controles.
3. Resultados del tratamiento: donde el enfoque principal es el efecto del tratamiento y la intervención, el MRT puede ser utilizado como una medida para cuantificar cambios específicos relacionados con el procesamiento cognitivo espacial.

Variaciones de la Prueba de Rotación Mental

La tarea de rotación mental típicamente utiliza cubos clásicos o formas en 2D, sin embargo hay algunas variaciones que aparecen en la investigación que vale la pena mencionar:

• Diferentes estímulos visuales: En lugar de cubos, también es común ver otros tipos de estímulos visuales presentados y rotados en experimentos de rotación mental, como: letras, animales, caras, formas coloreadas y pseudo-letras (formas que se parecen a letras pero no lo son) (Kaltner, S., & Jansen, P., 2014).
• cMRT: En estudios cronométricos de rotación mental (cMRT), se presentan dos estímulos (en lugar de 4) con diferencias en la disparidad angular. El participante tiene que decidir rápidamente si las dos imágenes presentadas son las mismas o no. (Titze, C., Heil, M., & Jansen, P., 2008)

Ejemplos de Pruebas de Rotación Mental: Aplicaciones y Experimentos

Las tareas de rotación mental son populares en la investigación psicológica ya que son fáciles de implementar y revelan mucho sobre las habilidades y capacidades espaciales. A continuación, se presentan algunos ejemplos de aplicaciones y experimentos.

Psicología del Desarrollo y Educativa

• Desarrollo de habilidades espaciales: Las tareas de rotación mental se administran en experimentos de psicología del desarrollo para entender cómo evolucionan las habilidades de cognición espacial con la edad. Un ejemplo de esto es un estudio que comparó el rendimiento en la tarea de rotación mental entre niños de 3, 4 y 5 años, y mostró que los niños de 3 años pueden comenzar a realizar esta tarea por encima del nivel de azar (Krüger, M., 2018).
• Rotación Mental mejorando el rendimiento matemático: Un estudio diferente mostró cómo una intervención de entrenamiento en línea de 1 semana con entrenamiento espacial de rotación mental para niños de 6 y 7 años se transfiere a problemas aritméticos canónicos. Este grupo, en comparación con un grupo de control que recibió entrenamiento en alfabetización, mostró un rendimiento mejorado en ciertos problemas aritméticos que podrían deberse a la mejora de la habilidad de visualización y/o al aumento de la capacidad de la memoria de trabajo visuoespacial (Cheung, C.N., Sung, J.Y., & Lourenco, S.F., 2019).

Psicología Clínica

• Autismo: Se ha encontrado que un cierto subgrupo de autistas posee habilidades visuoespaciales mejoradas. Esto ha sido respaldado a través de pruebas cognitivas que incluyen tareas de rotación mental donde este grupo realiza las pruebas más rápido. La ventaja cognitiva se define particularmente para formas 3D de alta complejidad, en contraposición a estímulos simples o 2D. Las tendencias actuales de investigación están explorando los correlatos neuronales de dicho rendimiento y han encontrado un funcionamiento occipital y parietal más grande en autistas que tienen tales fortalezas visuoespaciales (Thérien, V.D., et al., 2022).
• TDAH: Se han desarrollado modelos de difusión para utilizar valores como la tasa de deriva, el tiempo no decisional y la separación de límites para comprender mejor la cognición de los participantes con TDAH en tareas como la prueba de rotación mental. Tales experimentos han mostrado que el bajo rendimiento de los participantes con TDAH en el experimento de rotación mental se debe a una lenta tasa de acumulación de evidencia y a la relativa inflexibilidad para ajustar la separación de límites (Feldman, J. S., & Huang-Pollock, C., 2021).
• Dislexia: Las pruebas de rotación mental, incluyendo la rotación 2D y la rotación de formas 2D, a menudo se administran a pacientes con dislexia. De acuerdo con el modelo de déficit de coordinación funcional (FCD), los disléxicos no pueden decidir si las letras están reflejadas o no debido a la incapacidad para suprimir la simetría cuando se presenta material grafémico, por lo que no pueden decidir si una letra está reflejada o no debido al mapeo ambiguo entre las representaciones grafémicas y fonémicas. Así, debido a la naturaleza de la tarea, las rotaciones mentales que tienen que ver con el reflejo y la rotación son pruebas relevantes que se pueden administrar a los disléxicos. En comparación con los controles / lectores normales, los niños disléxicos demuestran un mayor efecto de rotación mental dado sus tiempos de reacción más lentos. (Kaltner, S., & Jansen, P., 2014).
• Enfermedad de Parkinson: El Parkinson es un trastorno neurodegenerativo donde tanto las habilidades motoras como cognitivas disminuyen a medida que avanza la enfermedad. Se ha encontrado que estos pacientes tienen un rendimiento disminuido en la tarea de rotación mental. Se han realizado esfuerzos recientes para utilizar la tarea de rotación mental como una herramienta de biomarcadores cognitivos para la enfermedad de Parkinson de aparición temprana sin evidencia de un déficit cognitivo leve (Razzaque et al., 2024).
• Enfermedad de Alzheimer: Los pacientes de Alzheimer demuestran tiempos de reacción más largos y menor precisión en las tareas de rotación mental en comparación con adultos mayores sanos. Los investigadores también han mostrado que la tarea de rotación mental, combinada con seguimiento ocular, puede utilizarse como una herramienta de detección para pacientes con enfermedad de Alzheimer o deterioro cognitivo leve (MCI) (Suzuki et al., 2018).

El uso de la MRT en psicología clínica no se limita solo a lo anterior. Se ha utilizado para estudiar habilidades espaciales en una amplia gama de poblaciones clínicas, como pacientes con TBI o enfermedad de Huntington.

Psicología Cognitiva

• Estudios de la población general: La tarea de rotación mental se ha utilizado en muchos tipos diferentes de estudios que tienen la psicología cognitiva en su núcleo. Estos experimentos se llevan a cabo con participantes sanos y neurotípicos para comprender las habilidades cognitivas espaciales. Uno de esos estudios, realizado en Labvanced, utilizó la tarea de rotación mental (junto con otras tareas) para evaluar la influencia de la habilidad espacial en la representación del tiempo. Los hallazgos mostraron que una mayor habilidad espacial y el aprendizaje cronológico conducen a una mejor memoria (Otenen, E., & Kanero, J., 2022).
• Lengua de señas: Un tema fascinante, ya que el lenguaje y la cognición se superponen dinámicamente, para las tareas de rotación mental radica en el contexto de estudiar la lengua de señas. Un estudio demostró que existe una relación positiva entre los usuarios de lengua de señas y las habilidades de rotación mental (Kubicek, E., & Quandt, L.C., 2020).

Psicología Deportiva

El campo de la investigación sobre deportes y ejercicio ha estado utilizando cada vez más la tarea de rotación mental en los últimos años y ha alcanzado muchas conclusiones fascinantes, ya que la coordinación motora tiene el potencial de influir en el rendimiento.

• Jugadores de baloncesto con una nueva tarea de MRT: En un estudio reciente, se administró una nueva prueba de rotación mental a jugadores de baloncesto novatos y expertos. En lugar de los clásicos cubos 3D como estímulos, los participantes vieron seis jugadas de baloncesto diferentes que estaban rotadas o reflejadas. Los resultados fueron tales que hubo un efecto de sexo y un efecto de experiencia. Los participantes masculinos resolvieron más elementos y el rendimiento fue mejor para los jugadores más expertos. Este estudio allana el camino para el material de estímulo específico para el apoyo (Weigelt, M. & Memmert, D., 2020).

Conclusión

La tarea de rotación mental tiene un gran arraigo en la investigación y es utilizada por psicólogos en varios campos. La tarea de rotación mental se puede administrar en línea o en persona y se utiliza comúnmente para evaluar la cognición espacial. Existen muchas variaciones de la tarea de rotación mental, pero la mayoría de los experimentos utilizan estímulos de cubos 3D o 2D.

Referencias

1. Arrighi, L., & Hausmann, M. (2022). La ansiedad espacial y la autoconfianza median las diferencias de sexo/género en la rotación mental. Learning & Memory, 29(9), 312-320.

2. Cheung, C. N., Sung, J. Y., & Lourenco, S. F. (2020). ¿La formación en rotación mental se traduce en ganancias en competencia matemática? Evaluación de una intervención visoespacial en casa. Psychological Research, 84(7), 2000-2017.

3. Collins, D. W., & Kimura, D. (1997). Una gran diferencia de sexo en una tarea de rotación mental bidimensional. Behavioral neuroscience, 111(4), 845.

4. Feldman, J. S., & Huang-Pollock, C. (2021). Una nueva perspectiva sobre la cognición espacial en TDAH: Una descomposición del modelo de difusión de rotación mental. Journal of the international neuropsychological society, 27(5), 472-483.

5. Jones, H. G., Braithwaite, F. A., Edwards, L. M., Causby, R. S., Conson, M., & Stanton, T. R. (2021). El efecto de la lateralidad en la rotación mental de manos: una revisión sistemática y un metaanálisis. Psychological Research, 85, 2829-2881.

6. Kaltner, S., & Jansen, P. (2014). Rotación mental y rendimiento motor en niños con dislexia del desarrollo. Research in developmental disabilities, 35(3), 741-754.

7. Kubicek, E., & Quandt, L. C. (2021). Una relación positiva entre la comprensión de la lengua de señas y las habilidades de rotación mental. The Journal of Deaf Studies and Deaf Education, 26(1), 1-12.

8. Krüger, M. (2018). Los niños de tres años resolvieron una tarea de rotación mental por encima del nivel de azar, pero no se presentó una relación lineal respecto al tiempo de reacción y la disparidad angular. Frontiers in Psychology, 9, 328248.

9. Otenen, E., & Kanero, J. (2022). Ubicando el pasado y el futuro: la influencia de la habilidad espacial en la representación del tiempo. En Proceedings of the Annual Meeting of the Cognitive Science Society (Vol. 44, No. 44).

10. Razzaque. J., et al. (2024). Abordando la fisiopatología de los déficits en la tarea de rotación mental (MRT) en la enfermedad de Parkinson utilizando fMRI—Definiendo puntos de referencia (P8-3.018). Neurology (Vol. 102., No.17).

11. Shepard, R. N., & Metzler, J. (1971). Rotación mental de objetos tridimensionales. Science, 171(3972), 701-703.

12. Suzuki, A., Shinozaki, J., Yazawa, S., Ueki, Y., Matsukawa, N., Shimohama, S., & Nagamine, T. (2018). Estableciendo un nuevo sistema de detección para el deterioro cognitivo leve y la enfermedad de Alzheimer con tareas de rotación mental que evalúan la función visoespacial. Journal of Alzheimer's disease, 61(4), 1653-1665.

13. Thérien, V. D., Degré-Pelletier, J., Barbeau, E. B., Samson, F., & Soulières, I. (2022). Correlatos neuronales diferenciales que subyacen a los procesos de rotación mental en dos perfiles cognitivos distintos en el autismo. NeuroImage: Clinical, 36, 103221.

14. Titze, C., Heil, M., & Jansen, P. (2008). Las diferencias de género en la Prueba de Rotaciones Mentales (MRT) no se deben a la complejidad de la tarea. Journal of Individual Differences, 29(3), 130-133.

15. Vandenberg, S. G., & Kuse, A. R. (1978). Rotaciones mentales, una prueba grupal de visualización espacial tridimensional. Perceptual and motor skills, 47(2), 599-604.

16. Weigelt, M., & Memmert, D. (2021). La habilidad de rotación mental de los jugadores de baloncesto expertos: Identificación de jugadas en la cancha. Research Quarterly for Exercise and Sport, 92(1), 137-145.

17. Zell, E., Krizan, Z., & Teeter, S. R. (2015). Evaluando similitudes y diferencias de género usando metasíntesis. American psychologist, 70(1), 10.