El concepto de vigilancia se refiere al estado de alerta de un observador humano en tareas que exigen un registro y procesamiento eficiente de señales. Las principales características de las tareas de vigilancia son duraciones relativamente largas y el requisito de detectar estímulos objetivo (señales) poco frecuentes e impredecibles en un contexto de otros eventos de estímulo.
Tareas de Vigilancia
La tarea prototípica para la investigación de vigilancia fue la de los operadores de radar. Históricamente, su desempeño aparentemente insatisfactorio durante la Segunda Guerra Mundial ha sido un gran impulso para el estudio extenso de la vigilancia. Otra tarea importante que requiere vigilancia es una inspección industrial. De manera más general, todo tipo de tareas de monitoreo que requieren la detección de señales relativamente infrecuentes conllevan el riesgo de fallas para detectar y responder a estos eventos críticos.
Las tareas de vigilancia constituyen un conjunto heterogéneo y varían en varias dimensiones, a pesar de sus características comunes. Una dimensión obviamente importante es la tasa de estímulo general, así como la tasa de estímulos objetivo. No siempre es posible definir la tasa de estímulo sin ambigüedades. Este es el caso de las tareas que requieren la detección de eventos objetivo frente a estímulos de fondo presentados continuamente, como en la detección de valores críticos en un conjunto de diales en una tarea de supervisión. Una distinción menos obviamente importante es la que existe entre tareas de discriminación sucesiva y tareas de discriminación simultánea. En las tareas de discriminación simultánea, tanto los estímulos objetivo como los de fondo están presentes al mismo tiempo, mientras que en las tareas de discriminación sucesiva, uno se presenta después del otro, de modo que se realizan algunas demandas en la memoria. Aunque la mayoría de las tareas de vigilancia requieren la detección de estímulos visuales, también se han estudiado estímulos en otras modalidades. Los estímulos se pueden limitar a una sola ubicación espacial, o puede haber diferentes fuentes para los estímulos objetivo. Los estímulos objetivo pueden diferir de los estímulos de fondo por características físicas, pero también por otras más conceptuales (como cierto patrón de lecturas de medidores que pueden diferir de otros patrones). Por supuesto, la visibilidad de los objetivos puede variar: algunos se pueden detectar fácilmente, mientras que otros pueden ser difíciles de discriminar de los estímulos de fondo. Los estímulos objetivo pueden ser únicos o puede haber conjuntos de estímulos objetivo sin límites bien definidos para diferenciarlos de los estímulos de fondo, como es el caso en muchas tareas de inspección industrial. Esta lista de dimensiones en las que difieren las tareas de vigilancia se puede ampliar, pero incluso esta longitud de la lista es suficiente para enfatizar la heterogeneidad de las tareas de vigilancia y, por lo tanto, los riesgos que implica generalizar ciertas observaciones en todo el conjunto.
Variaciones de Desempeño y Decremento de Vigilancia
La medida de rendimiento más utilizada en las tareas de vigilancia es la proporción de estímulos objetivo, por ejemplo, productos defectuosos en la inspección industrial, que se han detectado; esta es una estimación de la probabilidad de los llamados golpes. Los estímulos objetivo que pasan desapercibidos se denominan extraña. Aunque la tasa de aciertos es una medida conveniente, es algo incompleta. Hay una estrategia trivial que permite lograr el 100% de aciertos: solo hay que clasificar todos los estímulos como objetivos. Sin embargo, la tasa de aciertos del 100 % va acompañada de una tasa de falsas alarmas del 100 %, es decir, no solo se detectan correctamente los estímulos objetivo, sino que también se “detectan” incorrectamente los estímulos de fondo. Esta línea de razonamiento deja bastante claro que siempre que haya falsas alarmas, es importante conocer su proporción además de la tasa de aciertos. Otra medida del desempeño en una tarea de vigilancia es el tiempo necesario para responder a los estímulos objetivo (tiempo de respuesta).
El desempeño en las tareas de vigilancia exhibe dos atributos típicos. El primero es el bajo nivel general de desempeño de la vigilancia. Es bajo en comparación con una situación ideal para los mismos estímulos (periodos cortos de observación, alta disposición del observador para cada discriminación, etc.). El segundo atributo es el llamado decremento de vigilancia, la disminución del rendimiento en el transcurso del reloj que puede comenzar en los primeros minutos. Ambas observaciones se refieren a la proporción de aciertos, pero también se han informado para los tiempos de respuesta. Si bien el decremento de vigilancia es propio de las tareas de vigilancia, no es universal.
Al investigar las causas del bajo rendimiento general y la disminución de la vigilancia, se hará una distinción entre los conceptos que están relacionados con las características básicas de la tarea y los conceptos que están relacionados con factores situacionales orgánicos y no relacionados con la tarea. Entre los factores relacionados con la tarea se pueden distinguir los estratégicos y los no estratégicos.
Procesos estratégicos en tareas de vigilancia
La detección de una señal como un producto defectuoso es en parte una cuestión de estrategia del observador y en parte de la discriminabilidad de la señal. Esta distinción se basa en la teoría de la detección de señales (TSD), y es necesario presentar algunos conceptos básicos de la teoría para resaltar la importancia de la distinción. Considere una variable hipotética, definida como “evidencia de la presencia de una señal”. Cada vez que se presenta una señal, esta variable toma algún valor, y cada vez que se presenta un estímulo de fondo, toma un valor inferior al promedio. Se supone que el valor de la variable de evidencia varía a través de presentaciones repetidas de la señal. Por lo tanto, se puede caracterizar por la llamada función de densidad de probabilidad, como se ilustra en la figura 1. Otra función de densidad caracteriza los valores de la variable de evidencia tras la presentación de un estímulo de fondo. Cuando las señales son similares a los estímulos de fondo, las funciones se superpondrán, de modo que un determinado valor de la variable de evidencia puede originarse a partir de una señal o de un estímulo de fondo. La forma particular de las funciones de densidad de la figura 1 no es esencial para el argumento.
Figura 1. Umbrales y discriminabilidad
La respuesta de detección del observador se basa en la variable evidencia. Se supone que se establece un umbral para que se dé una respuesta de detección siempre que el valor de la variable de evidencia esté por encima del umbral. Como se ilustra en la figura 1, las áreas bajo las funciones de densidad a la derecha del umbral corresponden a las probabilidades de aciertos y falsas alarmas. En la práctica, se pueden derivar estimaciones de la separación de las dos funciones y la ubicación del umbral. La separación de las dos funciones de densidad caracteriza la discriminabilidad de los estímulos objetivo de los estímulos de fondo, mientras que la ubicación del umbral caracteriza la estrategia del observador. La variación del umbral produce una variación conjunta de las proporciones de aciertos y falsas alarmas. Con un umbral alto, las proporciones de aciertos y falsas alarmas serán pequeñas, mientras que con un umbral bajo, las proporciones serán grandes. Así, la selección de una estrategia (colocación del umbral) es esencialmente la selección de una cierta combinación de tasa de aciertos y tasa de falsas alarmas entre las combinaciones que son posibles para una cierta discriminabilidad.
Dos factores principales que influyen en la ubicación del umbral son los pagos y la frecuencia de la señal. El umbral se establecerá en valores más bajos cuando haya mucho que ganar con un acierto y poco que perder con una falsa alarma, y se establecerá en valores más altos cuando las falsas alarmas sean costosas y los beneficios de los aciertos sean pequeños. Una alta proporción de señales también puede inducir un ajuste de umbral bajo, mientras que una baja proporción de señales tiende a inducir ajustes de umbral más altos. El efecto de la frecuencia de la señal en la configuración del umbral es un factor importante para el bajo rendimiento general en términos de la proporción de aciertos en las tareas de vigilancia y para la disminución de la vigilancia.
Una explicación del decremento de la vigilancia en términos de cambios estratégicos (cambios de umbral) requiere que la reducción de la proporción de aciertos en el transcurso de la guardia vaya acompañada de una reducción de la proporción de falsas alarmas. Este es, de hecho, el caso en muchos estudios, y es probable que el bajo rendimiento general en las tareas de vigilancia (en comparación con la situación óptima) también se deba, al menos en parte, a un ajuste del umbral. En el transcurso de una vigilancia, la frecuencia relativa de las respuestas de detección llega a coincidir con la frecuencia relativa de los objetivos, y este ajuste implica un umbral alto con una proporción relativamente pequeña de aciertos y también una proporción relativamente pequeña de falsas alarmas. Sin embargo, hay disminuciones de vigilancia que resultan de cambios en la discriminabilidad más que de cambios en la configuración de los umbrales. Estos se han observado principalmente en tareas de discriminación sucesiva con una tasa relativamente alta de eventos de estímulo.
Procesos no estratégicos en tareas de vigilancia
Si bien parte del bajo rendimiento general en las tareas de vigilancia y muchos casos de disminución de la vigilancia pueden explicarse en términos de ajustes estratégicos del umbral de detección a tasas de señal bajas, dicha explicación no está completa. Hay cambios en el observador durante una vigilancia que pueden reducir la discriminabilidad de los estímulos o resultar en cambios de umbral aparentes que no pueden considerarse como una adaptación a las características de la tarea. En los más de 40 años de investigación sobre vigilancia, se han identificado una serie de factores no estratégicos que contribuyen a un desempeño general deficiente y a la disminución de la vigilancia.
Una respuesta correcta a un objetivo en una tarea de vigilancia requiere un registro sensorial suficientemente preciso, una ubicación de umbral adecuada y un vínculo entre los procesos de percepción y los procesos asociados relacionados con la respuesta. Durante la guardia, los observadores tienen que mantener un cierto conjunto de tareas, una cierta preparación para responder a los estímulos objetivo de cierta manera. Este es un requisito no trivial porque sin un conjunto de tareas en particular, ningún observador respondería a los estímulos objetivo de la manera requerida. Dos fuentes principales de fallas son, por lo tanto, un registro sensorial inexacto y lapsos en la preparación para responder a los estímulos objetivo. Se revisarán brevemente las principales hipótesis para explicar tales fallas.
La detección e identificación de un estímulo es más rápida cuando no existe incertidumbre temporal o espacial sobre su aparición. Es probable que la incertidumbre temporal y/o espacial reduzca el rendimiento de la vigilancia. Esta es la predicción esencial de teoría de las expectativas. La preparación óptima del observador requiere certeza temporal y espacial; obviamente, las tareas de vigilancia son menos que óptimas a este respecto. Aunque el enfoque principal de la teoría de la expectativa está en el bajo rendimiento general, también puede servir para explicar partes de la disminución de la vigilancia. Con señales poco frecuentes a intervalos aleatorios, inicialmente podrían existir altos niveles de preparación en momentos en que no se presenta ninguna señal; además, las señales se presentarán en niveles bajos de preparación. Esto desalienta los altos niveles ocasionales de preparación en general, de modo que cualquier beneficio que se obtenga de ellos se desvanecerá en el transcurso de una guardia.
La teoría de las expectativas tiene una estrecha relación con teorías atencionales. Las variantes de las teorías atencionales de la vigilancia, por supuesto, están relacionadas con las teorías dominantes de la atención en general. Considere una visión de la atención como "selección para el procesamiento" o "selección para la acción". De acuerdo con este punto de vista, los estímulos se seleccionan del entorno y se procesan con alta eficiencia siempre que sirvan al plan de acción o conjunto de tareas actualmente dominante. Como ya se dijo, la selección se beneficiará de expectativas precisas sobre cuándo y dónde se producirán dichos estímulos. Pero los estímulos solo se seleccionarán si el plan de acción, el conjunto de tareas, está activo. (Los conductores de automóviles, por ejemplo, responden a los semáforos, a otro tráfico, etc.; los pasajeros no lo hacen normalmente, aunque ambos se encuentran casi en la misma situación. La diferencia crítica es que entre los conjuntos de tareas de los dos: solo el conjunto de tareas del conductor requiere respuestas a los semáforos).
La selección de estímulos para el procesamiento se verá afectada cuando el plan de acción se desactive temporalmente, es decir, cuando el conjunto de tareas esté temporalmente ausente. Las tareas de vigilancia incorporan una serie de características que desalientan el mantenimiento continuo del conjunto de tareas, como tiempos de ciclo cortos para procesar estímulos, falta de retroalimentación y poco desafío motivacional por la aparente dificultad de la tarea. Los llamados bloqueos se pueden observar en casi todas las tareas cognitivas simples con tiempos de ciclo cortos, como aritmética mental simple o respuestas en serie rápidas a señales simples. También se producen bloqueos similares en el mantenimiento de la tarea establecida en una tarea de vigilancia. No son inmediatamente reconocibles como respuestas retrasadas porque las respuestas son poco frecuentes y los objetivos que se presentan durante un período de ausencia del conjunto de tareas pueden no estar allí cuando termina la ausencia, por lo que se observará una falta en lugar de una respuesta retrasada. Los bloqueos se vuelven más frecuentes con el tiempo dedicado a la tarea. Esto puede dar lugar a la disminución de la vigilancia. Puede haber razones adicionales para lapsos temporales en la disponibilidad del conjunto de tareas apropiado, por ejemplo, distracción.
Ciertos estímulos no se seleccionan al servicio del plan de acción vigente, sino en virtud de sus propias características. Estos son estímulos que son intensos, novedosos, que se mueven hacia el observador, tienen un inicio abrupto o por cualquier otra razón pueden requerir una acción inmediata sin importar cuál sea el plan de acción actual del observador. Hay poco riesgo de no detectar tales estímulos. Atraen la atención automáticamente, como lo indica, por ejemplo, la respuesta de orientación, que incluye un cambio de dirección de la mirada hacia la fuente del estímulo. Sin embargo, responder a una campana de alarma normalmente no se considera una tarea de vigilancia. Además de los estímulos que llaman la atención por sus propias características, existen estímulos que se procesan automáticamente como consecuencia de la práctica. Parecen "saltar" del medio ambiente. Este tipo de procesamiento automático requiere una práctica prolongada con el llamado mapeo consistente, es decir, una asignación consistente de respuestas a estímulos. Es probable que la disminución de la vigilancia sea pequeña o incluso nula una vez que se haya desarrollado el procesamiento automático de estímulos.
Finalmente, el desempeño de la vigilancia adolece de una falta de excitación. Este concepto se refiere de una manera bastante global a la intensidad de la actividad neuronal, que va desde el sueño, pasando por la vigilia normal, hasta la gran excitación. Uno de los factores que se cree que afecta la excitación es la estimulación externa, y esta es bastante baja y uniforme en la mayoría de las tareas de vigilancia. Por lo tanto, la intensidad de la actividad del sistema nervioso central puede disminuir en general en el transcurso de un reloj. Un aspecto importante de la teoría de la activación es que relaciona el desempeño de la vigilancia con varios factores situacionales no relacionados con la tarea y factores relacionados con el organismo.
La influencia de los factores situacionales y organísmicos
La baja excitación contribuye a un desempeño deficiente en las tareas de vigilancia. Por lo tanto, el rendimiento puede mejorarse mediante factores situacionales que tienden a aumentar la excitación y puede reducirse mediante todas las medidas que reducen el nivel de excitación. En general, esta generalización es mayormente correcta para el nivel de desempeño general en las tareas de vigilancia, pero los efectos sobre la disminución de la vigilancia están ausentes o se observan de manera menos confiable en diferentes tipos de manipulación de la activación.
Una forma de elevar el nivel de excitación es la introducción de ruido adicional. Sin embargo, la disminución de la vigilancia generalmente no se ve afectada y, con respecto al rendimiento general, los resultados son inconsistentes: se han observado niveles de rendimiento mejorados, sin cambios y reducidos. Quizás la naturaleza compleja del ruido sea relevante. Por ejemplo, puede ser afectivamente neutral o molesto; no solo puede ser excitante, sino también una distracción. Más consistentes son los efectos de la privación del sueño, que es "despertar". Por lo general, reduce el rendimiento de la vigilancia y, en ocasiones, se ha visto que mejora la disminución de la vigilancia. También se han observado cambios apropiados en el desempeño de la vigilancia con drogas depresoras como las benzodiazepinas o el alcohol y drogas estimulantes como la anfetamina, la cafeína o la nicotina.
Las diferencias individuales son una característica conspicua del desempeño en las tareas de vigilancia. Aunque las diferencias individuales no son consistentes en todos los tipos de tareas de vigilancia, son bastante consistentes en tareas similares. Solo hay poco o ningún efecto del sexo y la inteligencia general. Con respecto a la edad, el desempeño de la vigilancia aumenta durante la infancia y tiende a declinar a partir de los sesenta años. Además, existe una buena posibilidad de que los introvertidos muestren un mejor desempeño que los extrovertidos.
La mejora del rendimiento de la vigilancia
Las teorías y los datos existentes sugieren algunos medios para mejorar el desempeño de la vigilancia. Dependiendo de la cantidad de especificidad de las sugerencias, no es difícil compilar listas de varias longitudes. A continuación se dan algunas sugerencias bastante amplias que deben ajustarse a los requisitos específicos de la tarea. Están relacionados con la facilidad de discriminaciones perceptivas, los ajustes estratégicos adecuados, la reducción de la incertidumbre, la evitación de los efectos de los lapsus atencionales y el mantenimiento de la excitación.
Las tareas de vigilancia requieren discriminaciones en condiciones no óptimas. Por lo tanto, uno está bien aconsejado en hacer las discriminaciones tan fáciles como sea posible, o las señales tan conspicuas como sea posible. Las medidas relacionadas con este objetivo general pueden ser sencillas (como iluminación adecuada o tiempos de inspección más prolongados por producto) o más sofisticadas, incluidos dispositivos especiales para mejorar la visibilidad de los objetivos. Las comparaciones simultáneas son más fáciles que las sucesivas, por lo que la disponibilidad de un estándar de referencia puede ser útil. Por medio de dispositivos técnicos, a veces es posible presentar el patrón y el objeto a examinar en rápida alternancia, de modo que las diferencias aparecerán como movimientos en la pantalla u otros cambios para los cuales el sistema visual es particularmente sensible.
Para contrarrestar los cambios estratégicos del umbral que conducen a una proporción relativamente baja de detecciones correctas de objetivos (y para hacer la tarea menos aburrida en términos de frecuencia de acciones a realizar) se ha sugerido introducir objetivos falsos. Sin embargo, esto no parece ser una buena recomendación. Los objetivos falsos aumentarán la proporción de aciertos en general, pero a costa de falsas alarmas más frecuentes. Además, la proporción de objetivos no detectados entre todos los estímulos a los que no se responde (el material defectuoso saliente en una tarea de inspección industrial) no necesariamente se reducirá. Más adecuado parece ser el conocimiento explícito sobre la importancia relativa de los aciertos y las falsas alarmas y tal vez otras medidas para obtener una ubicación adecuada del umbral para decidir entre "bueno" y "malo".
La incertidumbre temporal y espacial son determinantes importantes del desempeño deficiente de la vigilancia. Para algunas tareas, la incertidumbre espacial se puede reducir definiendo una cierta posición del objeto a inspeccionar. Sin embargo, poco se puede hacer acerca de la incertidumbre temporal: el observador sería innecesario en una tarea de vigilancia si la ocurrencia de un objetivo pudiera señalarse antes de su presentación. Sin embargo, una cosa que se puede hacer en principio es mezclar objetos para inspeccionar si las fallas tienden a ocurrir en grupos; esto sirve para evitar intervalos muy largos sin objetivos así como intervalos muy cortos.
Hay algunas sugerencias obvias para la reducción de lapsos de atención o al menos su impacto en el rendimiento. Mediante un entrenamiento adecuado, tal vez se pueda obtener algún tipo de procesamiento automático de los objetivos, siempre que los estímulos de fondo y objetivo no sean demasiado variables. El requisito de mantenimiento sostenido del conjunto de tareas puede evitarse mediante breves descansos frecuentes, rotación de puestos, ampliación o enriquecimiento del puesto. La introducción de variedad puede ser tan simple como hacer que el propio inspector obtenga el material a inspeccionar de una caja u otro lugar. Esto también introduce el autocontrol, lo que puede ayudar a evitar presentaciones de señales durante las desactivaciones temporales del conjunto de tareas. El mantenimiento sostenido del conjunto de tareas se puede respaldar por medio de la retroalimentación, el interés indicado por parte de los supervisores y la conciencia del operador sobre la importancia de la tarea. Por supuesto, la retroalimentación precisa del nivel de desempeño no es posible en las tareas típicas de vigilancia; sin embargo, incluso los comentarios inexactos o incompletos pueden ser útiles en lo que respecta a la motivación del observador.
Hay algunas medidas que se pueden tomar para mantener un nivel suficiente de excitación. El uso continuo de drogas puede existir en la práctica, pero nunca se encuentra entre las recomendaciones. Un poco de música de fondo puede ser útil, pero también puede tener el efecto contrario. El aislamiento social durante las tareas de vigilancia debe evitarse en su mayoría, y durante los momentos del día con bajos niveles de excitación, como las últimas horas de la noche, las medidas de apoyo, como las guardias cortas, son particularmente importantes.