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 se puede llevar a cabo (incluido en un entorno en línea), los potentes 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 se remonta a la década de 1970, cuando se desarrolló para estudiar las capacidades 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, en forma cúbica o dispuestos asimétricamente, y posteriormente medir el tiempo de reacción cuando los participantes determinaban si los objetos emparejados eran coincidentes (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 al presentar objetos 3D en diferentes orientaciones al rotarlos alrededor de un eje vertical. Esta era una prueba de 20 ítems y el participante debía 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 en realidad!

El resumen general del experimento de rotación mental es el siguiente:

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

Así, los participantes deben examinar los estímulos referentes y elegir cuáles son rotaciones coincidentes. En la imagen de arriba, los estímulos referentes coinciden con el primer y tercer estímulo. A continuación, hay ejemplos adicionales de cómo son los ensayos en la tarea de rotación mental 3D:

Rotación 2D

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

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

La tarea de rotación mental en Labvanced se puede realizar de la siguiente manera:

1. Administrando la prueba en línea (para estudios remotos) para lo cual el enlace de estudio URL se puede compartir fácilmente con los participantes, o
2. Localmente sin una conexión a internet usando nuestra aplicación de escritorio
3. Los investigadores pueden importar la tarea a su editor de diseño y configurar el experimento sin necesidad de codificar. Consulta las pruebas de rotación mental en Labvanced aquí, simplemente haz clic en el botón ‘participar’ para probarla o ‘importar’ para subirla a tu cuenta y usarla como base para tu experimento:
   • Tarea de Rotación Mental 2D
   • Cubos de Rotación Mental
4. Además, se pueden incluir características avanzadas como nuestro seguimiento ocular basado en webcam 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 los experimentos de rotación mental, incluyendo:

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

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

1. Preproceso 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 elecciones

Juntos, estos procesos permiten que un participante complete exitosamente 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 los errores cometidos 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 toman otros procesos más allá de la toma de decisiones, como la codificación del estímulo y la ejecución de respuestas motoras.
• Tasa de derivación: el tiempo que tarda en acumular información.
• Separación de límites: la distancia entre dos respuestas separadas. Este valor se amplia cuando se prioriza la precisión sobre la velocidad, así como cuando se aumenta el ángulo de rotación.
• Tiempo de reacción: el tiempo que tarda en seleccionar una respuesta.
• Duración de la mirada / fijaciones: si se emplea el seguimiento ocular, se pueden informar métricas relevantes como la duración de la mirada y las fijaciones como medio para comprender 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 de respuestas correctas (Suzuki et al., 2018).

Posibles Confusiones a Considerar

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

• Diferencias de sexo: Para las tareas de rotación mental 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 concluyó 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 demandas de la tarea son elevadas (Arrighi, L., & Hausmann, M. , 2022).
• Lateralidad: Aunque no tan llamativa como la confusión del sexo, la lateralidad también juega un papel en el rendimiento de la rotación mental. Se ha mostrado 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 de la MRT

Dado que 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 la MRT entre dos grupos, como participantes disléxicos versus controles.
3. Resultado del tratamiento: donde el enfoque principal es el efecto del tratamiento y la intervención, la MRT puede utilizarse como medida para cuantificar cambios específicos relacionados con el procesamiento cognitivo espacial.

Variaciones de la Prueba de Rotación Mental

La tarea de rotación mental normalmente se realiza con los clásicos cubos o formas 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 los experimentos de rotación mental, como: letras, animales, caras, formas coloreadas y pseudo-letras (formas que parecen 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 debe decidir rápidamente si las dos imágenes presentadas son iguales o no. (Titze, C., Heil, M., & Jansen, P., 2008)

Ejemplos de la Prueba 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 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, comparado con un grupo de control que recibió entrenamiento en alfabetización, mostró un rendimiento mejorado en ciertos problemas aritméticos que podría deberse a una mejora en la capacidad de visualización y/o aumento en la capacidad de la memoria de trabajo visoespacial (Cheung, C.N., Sung, J.Y., & Lourenco, S.F., 2019).

Psicología Clínica

• Autismo: Se ha encontrado que un cierto subgrupo de autistas posee habilidades visoespaciales mejoradas. Esto ha sido respaldado a través de pruebas cognitivas que incluyen tareas de rotación mental donde este grupo rinde más rápido. La ventaja cognitiva se define particularmente para formas 3D de alta complejidad, a diferencia de estímulos simples o 2D. Las tendencias actuales de investigación están explorando correlatos neuronales de dicho rendimiento y han encontrado un mayor funcionamiento occipital y parietal en autistas que tienen tales fortalezas visoespaciales (Thérien, V.D., et al., 2022).
• TDAH: Se han desarrollado modelos de difusión para utilizar valores como tasa de derivación, tiempo no decisional y separación de límites para comprender mejor la cognición de participantes con TDAH en tareas como la prueba de rotación mental. Tales experimentos han mostrado que el mal 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 el ajuste de separación de límites (Feldman, J. S., & Huang-Pollock, C., 2021).
• Dislexia: Las pruebas de rotación mental, incluyendo rotación 2D y rotación de formas 2D, a menudo se administran a pacientes con dislexia. Según el modelo de déficit de coordinación funcional (FCD), los disléxicos no pueden decidir si las letras están reflejadas o no debido a la incapacidad de suprimir la simetría cuando se presenta material grafémico, y así no pueden decidir si una letra está reflejada o no debido al mapeo ambiguo entre 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 disléxicos. En comparación con controles / lectores normales, los niños disléxicos demuestran un mayor efecto de rotación mental dada su más lenta velocidad de reacción. (Kaltner, S., & Jansen, P., 2014).
• Enfermedad de Parkinson: El Parkinson es un trastorno neurodegenerativo donde tanto las habilidades motoras como cognitivas disminuyen con la progresión de 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 el Parkinson de inicio temprano sin evidencia de un leve déficit cognitivo (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 demostrado que la tarea de rotación mental, combinada con seguimiento ocular, puede ser utilizada 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 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 realizan con participantes sanos y neurotípicos para comprender las habilidades cognitivas espaciales. Un estudio de este tipo, realizado en Labvanced, utilizó la tarea de rotación mental (en conjunto con otras tareas) para evaluar la influencia de la habilidad espacial en la representación temporal. 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 del estudio de la lengua de señas. Un estudio de este tipo demostró que hay 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 en deportes y ejercicio ha estado utilizando cada vez más la tarea de rotación mental en los últimos años y ha llegado a 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 a jugadores de baloncesto novatos y expertos una nueva prueba de rotación mental. En lugar de los clásicos cubos 3D como estímulos, los participantes vieron seis jugadas diferentes de baloncesto que fueron rotadas o reflejadas. Los resultados fueron tales que hubo un efecto de sexo y un efecto de experiencia. Los participantes masculinos resolvieron más ítems y el rendimiento fue mejor para los jugadores más expertos. Este estudio allana el camino para material de estímulo específico de soporte (Weigelt, M. & Memmert, D., 2020).

Conclusión

La tarea de rotación mental tiene un gran arraigo en la investigación y es utilizada por psicólogos en diversos campos. La tarea de rotación mental puede ser administrada en línea o en persona y se utiliza comúnmente para evaluar la cognición espacial. Hay 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). ¿El entrenamiento en rotación mental se traduce en mejoras en la 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). Un nuevo giro en la cognición espacial en el TDAH: un modelo de difusión de descomposición de la 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 meta-análisis. 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 con respecto al tiempo de reacción y la disparidad angular. Frontiers in Psychology, 9, 328248.

9. Otenen, E., & Kanero, J. (2022). Localizando el pasado y el futuro: la influencia de la habilidad espacial en la representación temporal. 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 usando 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 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 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 utilizando metasíntesis. American psychologist, 70(1), 10.