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Time to decide: Diurnal variations on the speed and quality of human decisions
(La hora de decidir: variaciones diarias en la velocidad y calidad de las decisiones humanas)

María Juliana Leone, Diego Fernandez Slezak, Diego Golombek, Mariano Sigman

Cognition, 2017


El comportamiento y la fisiología humana varían a lo largo del día. Estas variaciones diarias se ponen en hora por la luz y por claves sociales. Si bien todos estamos activos durante el día e inactivos durante la noche, existen variaciones interindividuales: hay personas más nocturnas y otras más matutinas. Esas variaciones se denominan cronotipos y varían entre aquellas personas extremadamente matutinas (alondras) a las extremadamente nocturnas (buhos).
 
Si las decisiones que tomamos en situaciones de la vida real dependen de la relación entre el horario del día y las preferencias diurnas -o cronotipos- tiene implicancias teóricas y prácticas. Poder contestar esta pregunta no es fácil porque no es fácil medir la calidad de las decisiones de manera precisa en situaciones de la vida real.

En este trabajo, estudiamos las variaciones diarias en el proceso de toma de decisiones en función de las preferencias diarias de cada individuo utilizando una enorme base de datos de decisiones humanas: servidores de ajedrez online. En una partida de ajedrez, cada jugador tiene que tomar aproximadamente 40 decisiones -jugadas- en un tiempo limitado. Tanto el tiempo utilizado como la calidad de cada una de las decisiones puede ser determinado.

Nuestros resultados muestran ritmos o variaciones diarias en la actividad (la cantidad de partidas que juegan) que dependen de las preferencias diarias de los jugadores: todos juegan más a la tarde que a la mañana, pero aquellos que tienen cronotipos matutinos comienzan a estar activos más temprano que los que tienen cronotipos nocturnos.

Pero no solo hay variaciones diarias en la actividad: el tiempo utilizado y la calidad de las decisiones varia a lo largo del dia. Durante la mañana, los jugadores juegan más lento y mejor (utilizan más tiempo y la calidad de las decisiones es más alta) y, más tarde, las decisiones se vuelven más rápidas y de menor calidad.

¿Y qué ocurre con la performance ajedrecística? ¿Varía a lo largo del día? Para responder esta pregunta, analizamos las variaciones diarias en el rating de los jugadores (un valor que se modifica luego de cada partida en funcion del resultado de la partida y del nivel del oponente: no es lo mismo ganarle a un jugador de club que ganarle a un GM). Nuestros resultados muestran que el rating no se modifica a lo largo del día ni en función de los cronotipos de los jugadores.



The geometry of expertise 

(La geometría de la experiencia en un dominio específico)

María Juliana Leone, Diego Fernandez Slezak, Guillermo Cecchi, 
Mariano Sigman

Frontiers in Psychology: Cognition, 2014                                                                         

¿Qué características convierten a una persona en un experto en un dominio particular? ¿Existen propiedades generales, independientes de la actividad específica, que definan a expertos o a principiantes? En este trabajo tratamos de responder estas preguntas. 

El ajedrez es uno de los modelos más utilizados para estudiar expertise. Un ajedrecista experto es capaz de reconocer y reproducir posiciones mucho mejor que un principiante (principalmente utilizando chunks, que son grupos de piezas relacionadas entre si que un experto reconoce como una unidad), así como también posee heurísticas que le permiten encontrar fácilmente las "jugadas candidatas" (y no explorar el árbol completo de posibilidades).  Esto sugiere que la representación espacial (en este caso, del tablero) de los expertos es geométricamente diferente a la de los novicios. 

En este trabajo utilizamos la ubicación final de la jugada del oponente como una clave espacial "externa" y analizamos la reacción de jugadores de distintos niveles, la cual debería expresar la representación interna de "proximidad". Dicho en otras palabras, la hipótesis es que los jugadores más fuertes "juegan en todo el tablero", independientemente de la ubicación final de la jugada previa propia o de su oponente. Por el contrario, los principiantes juegan más localmente. Nuestros resultados muestran que los expertos fueron capaces de "desengancharse" de la clave espacial externa más fácilmente que los principiantes. 

Relacionado con lo anterior, pero ahora no con claves espaciales sino con objetos, encontramos que los jugadores fuertes repiten menos la misma pieza en jugadas sucesivas. Esto revela que los principiantes no sólo continúan espacialmente "enganchados" con claves espaciales sino también con los objetos (piezas): si movieron una pieza en la jugada anterior es más probable que la vuelvan a mover en la jugada analizada (siempre en comparación con los expertos). 
Asimismo, si los principiantes se focalizan más en objetos individuales es probable que tiendan a cambiar piezas más rápidamente que los expertos, disminuyendo de esta manera el costo cognitivo de prestar atención a múltiples objetos (piezas). Esta última hipótesis también fue demostrada: los novicios cambian las piezas más rápidamente que los expertos reduciendo de esta manera el número de objetos que deben ser atendidos. 

En resumen, demostramos tres mecanismos generales que diferencian a los expertos de los principiantes: 1- La atención de los expertos no continúa espacialmente "capturada" por la localización de la jugada previa, 2- La atención de los expertos tampoco es capturada por objetos, en comparación con los principiantes quienes repiten con mayor frecuencia la misma pieza en jugadas sucesivas. Por último, demostramos que también existen diferencias en las estrategias utilizadas analizando en dónde ubican las piezas: los expertos centralizan los caballos y las torres más rápidamente y retrasan el movimiento de la dama. 

Estos análisis fueron realizados utilizando una gran cantidad de partidas de 3 min jugadas en FICS (sitio de internet gratuito para jugar al ajedrez, www.freechess.org), los mismos resultados fueron reproducidos para tiempos más largos (5 y 15 min). El grupo de principiantes fue definido por un rating entre 1000-1400 y los expertos, mayor a 1900. 



The tell-tale heart: heart rate fluctuations index objective and     subjective events during a game of chess 
(El corazón delator: variaciones en la frecuencia cardíaca señalan eventos objetivos y subjetivos durante una partida de ajedrez)

María Juliana Leone, Agustin Petroni, Diego Fernandez Slezak, Mariano Sigman

Frontiers in Human Neuroscience, 2012.                     pdf (inglés)

En nuestra vida cotidiana tomamos decisiones continuamente. Algunas de ellas son fáciles y otras difíciles, algunas tienen “solución” y otras tienen un alto grado de incertidumbre. En el proceso de tomar cada una de esas decisiones, nuestro cuerpo cambia. Estas variaciones fisiológicas han sido previamente relacionadas con procesos cognitivos específicos y, además, existen evidencias que apuntan a que esos cambios corporales nos ayudan a decidir entre distintas opciones. 

En este trabajo, utilizamos al ajedrez para analizar cómo se modifica la frecuencia cardíaca (FC) durante eventos cognitivos específicos. Durante una partida de ajedrez, los jugadores tienen una cantidad de tiempo limitada para realizar aproximadamente 40 jugadas (cada una de las cuales es una decisión). Una ventaja del ajedrez es que cada decisión puede ser evaluada objetivamente y subjetivamente categorizada por el jugador (como por ejemplo, momentos de generación de planes o de cálculo).

En este trabajo mostramos que la FC aumenta a lo largo de la partida y que los cambios que ocurren en el período temporal aldedor de las jugadas permiten distinguir jugadas propias de jugadas del oponente. La FC varía en el período previo y/o posterior a cada una de las jugadas, evidenciándose modulaciones relacionadas tanto con eventos

cognitivos como con la calidad de las decisiones. 

Relacionado con procesos cognitivos específicos, la FC aumenta durante la generación de planes o momentos de cálculo táctico. En aquellas jugadas evaluadas objetivamente como errores, la FC disminuye en el período previo a errores propios y aumenta en respuesta a errores del rival.  

Si bien la FC es un marcador sumamente amplio que integra distintas variables fisiológicas, su dinámica es suficientemente rica como para revelar eventos cognitivos específicos.


Do not fear your opponent: Suboptimal changes of a prevention strategy when facing stronger opponents
 (No le temas a tu rival: cambios subóptimos de una estrategia preventiva cuando se enfrentan a rivales de mayor nivel) 

Diego Fernandez Slezak and Mariano Sigman 

Journal of Experimental Psychology, 2011                 pdf (inglés) 

La relación entre la cantidad de tiempo que nos lleva tomar una decisión y su calidad ha sido muy estudiada. La mayoría de los modelos sugiere que el tiempo utilizado se determina para optimizar la obtención de recompensa y esto se verifica en experimentos simples de toma de decisiones. Sin embargo, en situaciones más complejas que involucran ambiciones, miedos, riesgos y variables sociales; ese ajuste entre velocidad y precisión puede no ser óptimo. 

En este trabajo, analizamos esta posibilidad en un entorno experimental único. Estudiamos el proceso de toma de decisiones en partidas de ajedrez rápido (3 min por jugador) en las cuales las decisiones deben ser lo más precisas posible en un tiempo limitado. En ajedrez, los jugadores pueden ser categorizados de acuerdo a su rating, de manera que pueden enfrentarse a jugadores más fuertes o más débiles.  

Nuestros resultados sugieren que: 1) los jugadores adoptan una estrategia más conservadora cuando se enfrentan a jugadores más fuertes que consiste en jugadas más lentas y precisas; 2) esta estrategia es subóptima: los jugadores aumentan sus posibilidades de ganar contra oponentes más fuertes cuando usan la “forma de juego” que adoptan cuando se enfrentan a jugadores de su propio nivel. 



Response time distributions in rapid chess: a large-scale decision making experiment
 (Distribuciones de tiempos de respuesta en ajedrez rápido: un experimento de toma de decisiones a gran escala)   

Mariano Sigman, Pablo Etchemendy, Diego Fernandez Slezak and Guillermo A. Cecchi

Frontiers in Neuroscience, vol 4, 2010                      pdf (inglés)                                                    

El ajedrez rápido es un laboratorio incomparable para entender el proceso de toma de decisiones en un entorno natural. En una partida de ajedrez, los jugadores eligen consecutivamente aproximadamente 40 jugadas en un tiempo limitado. La calidad de cada elección puede determinarse cuantitativamente utilizando algoritmos que permiten obtener precisamente el valor de una posición. Las partidas de ajedrez jugadas vía internet generan una cantidad enorme de datos, millones de decisiones por día, inconmensurable para experimentos de psicología tradicionales. 

Nosotros generamos una base de datos de tiempos de respuesta (RTs) y valores de posiciones en partidas de ajedrez rápido. A partir de esos datos observamos ciertas características: 1) Las distribuciones de RTs tienen una forma determinada y muestran formas cuantitativamente diferentes en distintos estados de la partida, 2) RTs de jugadas sucesivas están altamente correlacionados tanto intra como entre jugadores. 

Estos hallazgos tienen implicancias teóricas debido a que contrastan dos asunciones básicas de algoritmos de toma de decisiones secuenciales: los RTs no son estacionarios y no pueden ser generados por una función de estado. Surgen además implicancias prácticas: 1) en este trabajo caracterizamos la capacidad de fluctuaciones en calidad y errores para predecir la fuerza de un jugador es un problema abierto aun para software de ajedrez. 2) Nosotros mostramos que las probabilidades de ganar pueden ser estimadas a partir de una combinación de tiempo disponible y la evaluación de la posición.