Fronteras en Psicología
Introducción
El término empatía deriva del griego antiguo «εμπάθεια» («εν πάθoς», es decir, en la pasión), que se ha utilizado para crear la palabra alemana «Einfühlung» que significa «sentir en». La empatía se ha definido como un proceso multifacético que abarca componentes emocionales y cognitivos (Christov-Moore et al., 2014). En este estudio, nos centramos principalmente en la empatía emocional. En un proceso interactivo humano-humano, la empatía emocional lleva a uno a discernir los sentimientos de otro y refleja la coincidencia entre los sentimientos «propios» y los del «otro» (Kanske, 2018). Como tal, la empatía emocional abarca la compartición similar del estado emocional positivo o negativo de la otra persona que puede ser generada por la comunicación interpersonal directa (Lamm et al., 2017).
Se ha demostrado que la empatía emocional es una premisa de la sincronización entre los niños y sus madres. Cuando tienen entre 2 y 3 años, los niños parecen estar capacitados para anticipar los estados emocionales de los demás (Tramacere y Ferrari, 2016). Las referencias del desarrollo sugieren que los niños de 6 a 7 años pueden reconocer y responder empáticamente a las emociones positivas y negativas de sus compañeros animados o inanimados en situaciones complejas (Winnicott, 1971). A medida que los niños crecen en diferentes entornos con convenciones contrastantes, incluyendo la emoción, podría tener sentido que construyan diferentes ideas sobre el significado que se asocia con esas convenciones. Se han utilizado muchas opciones para explorar la comunicación interpersonal. Mientras que se cree que los factores contextuales son cruciales para diseñar una mejor interacción interpersonal, las teorías elogian que los niños nacen con un sentimiento y una expresión integrados de su yo emocional en su relación con los demás (Frith y Frith, 2003). En la interacción humano-humana, el ajuste emocional entre compañeros se basa en la sincronización y la relación (Lischke et al., 2018). Por lo tanto, se ha demostrado que cuando las personas interactúan verbalmente y no verbalmente cara a cara, sincronizan naturalmente sus reacciones (Llobera et al., 2016; Cornejo et al., 2017).
Más allá de los estudios de interacción interpersonal, existen algunas investigaciones transversales sobre cómo los niños interactúan con los robots. Aun así, estas investigaciones no son convincentes. Algunos estudios han indicado que cuando los robots eran utilizados como compañeros varios aspectos de la comunicación humano-humana se replicaban directamente en la comunicación humano-robot (Audrey, 2009). Otros han demostrado que la forma en que los humanos se comunican con los robots depende de la educación (Castellano et al., 2010; Shahid et al., 2014). Basados en observaciones o en cuestionarios de autoinforme, la mayoría de los estudios mencionados se realizaron más frecuentemente con adultos que con niños que utilizaban robots antropomórficos o zoomórficos (Mitchell y Hamm, 1997). Sólo se prestó una atención marginal a la comparación entre la interacción hombre-hombre y hombre-robot utilizando robots de juguete (es decir, robots no antropomórficos o no zoomórficos). Además, en los estudios transversales mencionados, nunca se ha investigado la cuestión de un mecanismo de sincronización entre compañeros (humanos y/o robots). Sin embargo, esta cuestión es fundamental cuando exploramos la interacción entre humanos y robots (Giannopulu, 2016a,b, 2018).
Al destacar la importancia de la sincronización, nuestro punto de vista es congruente con la posición neuroconstructivista. Según esta posición, el desarrollo emocional, incluida la empatía emocional, surge de cambios contextuales dinámicos en las estructuras neuronales que conducen a representaciones de interpretación a través de múltiples regiones del cerebro (Marschal et al., 2010). Como tal, estas representaciones no sólo dependen del contexto neural sino también del contexto físico (Cacioppo et al., 2014). La analogía entre la actividad neural durante las experiencias ha motivado aún más la interpretación de la empatía emocional como un proceso de simulación, asociado a un robusto biomarcador: el sistema de neuronas espejo (Rizzolatti y Craighero, 2008). Las pruebas neurocientíficas indican que existen sugestivos paralelismos entre la experiencia emocional del «yo» y de los «otros» (Lamm et al., 2011). Áreas en desarrollo como la amígdala, la ínsula posterior y el córtex prefrontal ventromedial comparten la empatía emocional en niños de 6 a 7 años, aunque muestren cambios de funcionalidad a lo largo de la vida (Decety y Michalska, 2010; Steinbeis et al., 2015; Tramacere y Ferrari, 2016). Las áreas subcorticales (es decir, las áreas del cerebro medio), se desarrollan en asociación con estas otras áreas (Fan et al., 2011) destacando la posibilidad de un funcionamiento automático e inconsciente (Giannopulu y Watanabe, 2015, 2018; Giannopulu et al., 2016, 2018; Giannopulu, 2018). En realidad, se ha revelado que la empatía emocional está directamente asociada a una actividad autonómica mediada por el ritmo cardíaco (Müller y Lindenberger, 2011). Así, las técnicas fisiológicas han reportado evidencias de sincronización del ritmo cardíaco entre parejas de adultos (Levenson y Gottman, 1985) y díadas madre-hijo (Feldman et al., 2011). Los individuos con un alto nivel de empatía emocional mostraron frecuencias cardíacas elevadas (Stellar et al., 2015; Lischke et al., 2018) e informaron de que apenas tenían dificultades para reconocer y expresar sus propios sentimientos emocionales (Panayiotou y Constantinou, 2017).
En el contexto de un proyecto internacional e interdisciplinario sobre la interacción humano-humano y humano-robot utilizando una comunicación verbal y no verbal entre dos actores, un hablante y un oyente, investigamos la empatía emocional en dos grupos de niños: franceses y japoneses. El hablante era siempre un niño neurotípico, y el oyente era un humano o un robot de juguete llamado «Pekoppa» que reaccionaba a los sonidos del habla asintiendo (Watanabe, 2011; Giannopulu, 2016a,b; Giannopulu et al., 2016, 2018). Basándose en una construcción matemática, el robot de juguete generaba automáticamente el movimiento de asentimiento a partir de la entrada del habla, lo que promovía la sincronización con el hablante (Watanabe, 2011). Especialmente diseñado para la intercomunicación entre humanos y robots, este robot de juguete es un oyente universal. El humano del estudio fue el mismo en Francia y en Japón, y realizó el mismo procedimiento en ambos países. El conjunto de investigaciones comentadas hasta ahora apoya implícitamente la inferencia de que el uso de un sincronizador universal como el robot de juguete «Pekoppa» daría lugar a similitudes en los intercambios comunicativos entre niños franceses y japoneses. A saber, en cada grupo, los niños discernirían todos los signos comunicativos en función de su comprensión del estado empático dado detrás del comportamiento de los demás: humano o robot. En consecuencia, hemos hipotetizado que la empatía emocional, que es un mecanismo de sincronización, conduciría a potenciales similitudes entre compañeros (humano-humano y humano-robot) tanto en Francia como en Japón.
Materiales y métodos
Participantes
Dos grupos de niños de 6 años participaron en el estudio. Veinte niños (10 niños y 10 niñas) componían el «grupo francés»; veinte niños (10 niños y 10 niñas) componían el «grupo japonés.» La edad de desarrollo del primer grupo oscilaba entre los 6 y los 7 años (media = 6,3 años; d.s. = 4 meses). La edad de desarrollo del segundo grupo oscilaba entre los 6 y los 7 años (media = 6,4 años; d.s. = 2,4 meses). Los niños procedían de la misma clase tanto en París como en Gifu. Según sus padres y ellos mismos, ninguno de ellos tenía experiencia previa con robots. Todos los niños estaban sanos. Según informaron sus profesores, los niños asistían a escuelas normales y no tenían trastornos de aprendizaje, enfermedades del neurodesarrollo ni problemas cardíacos o psiquiátricos. Su rendimiento académico era el habitual en sus colegios. El estudio fue aprobado por el comité ético local de París (Comité Científico de Protección del Individuo), Francia, y de Gifu (Consejo de Revisión Médica de la Escuela de Medicina de la Universidad de Gifu), Japón, y se ajustó a la convención 2.0 de Helsinki. Se garantizó el anonimato. En ambos países, los padres dieron su consentimiento informado, tanto verbalmente como por escrito, para la participación de sus hijos en el estudio, así como para el análisis de los datos; sin embargo, no permitieron a los autores enviar los datos brutos. Además, en París y Gifu, se pidió a cada niño que diera su consentimiento verbal antes de comenzar el estudio.
Robot
Se utilizó un robot de juguete InterActor, llamado «Pekoppa», como oyente (Watanabe, 2011). Pekoppa es la expresión más simple de Sakura, que es un robot humanoide que reacciona a los sonidos del habla sólo asintiendo de la misma manera que los humanos. Pekoppa tiene la forma de una planta bilobulada y sus hojas y su tallo responden asintiendo en función de la entrada del habla y apoyan el intercambio de la personificación mutua en la comunicación (véase la figura 1). Utiliza un material llamado BioMetal hecho de una aleación con memoria de forma que actúa como su fuerza motriz.
FIGURA 1. Robot de juguete InterActor (Giannopulu et al, 2016).
Dispositivo de frecuencia cardíaca
Se utilizó un monitor de frecuencia cardíaca del reloj Mio Alpha para registrar la frecuencia cardíaca. Se colocó sistemáticamente en la mano izquierda de cada participante en París y Gifu. El Mio Alpha mide la frecuencia cardíaca en línea mediante dos LED verdes y una célula fotoeléctrica. Los LED están integrados en la placa trasera del reloj. Proyectan luz sobre la piel, lo que permite a la célula fotoeléctrica detectar el volumen de flujo sanguíneo. El sensor óptico muestra una precisión de -01 ± 0,3 lpm. De carácter universal, el dispositivo puede utilizarse a lo largo de toda la vida. Sin embargo, los límites fisiológicos de la frecuencia cardíaca difieren según la edad de los individuos. A la edad de 6 a 7 años, la frecuencia cardíaca corresponde a 95 lpm (± 30).
Procedimiento
Para ambos grupos, el estudio tuvo lugar en una sala con la que los niños estaban familiarizados. La sala estaba situada en un contexto escolar tanto en París como en Gifu. Definimos tres condiciones: la primera se denominó «condición de reposo», la segunda «con humano», es decir, niño-adulto, y la tercera «con robot» (es decir, niño-robot). La segunda y la tercera condición se equilibraron entre los niños. La duración de la «condición de descanso» fue de 1 minuto; la segunda y la tercera condición duraron aproximadamente 7 minutos cada una. El intervalo entre condiciones fue de aproximadamente 30 s. Para cada niño, la sesión experimental completa duró 15 min (ver Figura 2).
Figura 2. Escenario oyente-parlante (Giannopulu et al., 2016).
Al principio de cada sesión, el experimentador presentaba el robot al niño explicando que el robot asiente cada vez que el niño habla. A continuación, el experimentador escondía el robot. La sesión se desarrolló de la siguiente manera: durante la «condición de descanso», se midió la frecuencia cardíaca de cada niño en silencio. Al final de esa condición, también se pidió al niño que estimara su propio sentimiento emocional en una escala que iba de 1 (el nivel más bajo) a 5 (el nivel más alto) (Giannopulu y Sagot, 2010; Giannopulu, 2011, 2013; 2016a; 2016b; Giannopulu y Watanabe, 2014; Giannopulu et al., 2016, 2018). Cada nivel correspondía a un estado emocional específico representado por la cara del niño de la siguiente manera: 1º regular, 2º moderadamente bueno, 3º bueno, 4º muy bueno, 5º excelente. Durante la condición «con humano», se invitó al niño a hablar con el experimentador. Para ello, el experimentador preguntó al niño «qué hiciste en la escuela desde esta mañana». De este modo, el experimentador iniciaba la conversación y luego escuchaba sólo asintiendo al niño. Mientras tanto, se medía la frecuencia cardíaca de cada niño. En la condición «con robot», el robot estaba configurado para asentir con la cabeza; el experimentador entregaba el robot al niño y le invitaba a utilizarlo. Como en el caso anterior, el experimentador pidió al niño que le contara al robot «lo que había hecho en el colegio desde esta mañana». El robot era el que escuchaba, el niño era el que hablaba y el experimentador permanecía en silencio y discreto. La frecuencia cardíaca se registró al mismo tiempo una vez más. El estudio comenzó alrededor de las 14:00, hora de París y Gifu, para todos los niños. Al final de la sesión, se invitó al niño a estimar su propia emoción en la misma escala mencionada anteriormente. Más concretamente, se pidió a cada niño que informara de su propio sentimiento emocional tras el contacto con el robot (Giannopulu y Watanabe, 2015; Giannopulu, 2016a,b, 2018; Giannopulu et al., 2016, 2018).
Análisis
La frecuencia cardíaca sirvió como primera variable dependiente en un ANOVA de modelo mixto de 3 («Descanso», «Interactor humano» e «Interactor robot») × 2 («francés» frente a «japonés»). El sentimiento emocional comunicado sirvió como segunda variable dependiente mediante la prueba de rangos con signo de Wilcoxon. También se realizó una estadística de comparaciones utilizando la prueba t de student para examinar las diferencias en la frecuencia cardíaca y la prueba chi-cuadrado para analizar el sentimiento emocional reportado. Los resultados obtenidos fueron muy similares. A continuación presentamos los resultados del ANOVA y de la prueba de rangos con signo de Wilcoxon. El análisis de los datos se realizó con SPSS Statistics 24.
Resultados
En primer lugar, presentamos los resultados de la frecuencia cardíaca de ambos grupos en tres condiciones: «reposo», «con humano» y «con robot». We then examine the emotional feeling reported for each group.
FIGURE 3. Heart rate comparison between neurotypical Japanese and French children in ‘rest,’ ‘with human,’ and ‘with robot’ condition (∗p < 0.05; ∗∗p < 0.01).
Figure 4 shows that the initial emotional state of French and Japanese children did not differ (Mann–Whitney U = 129.5, p = 0.0623). In the same vein, the final emotional state of both groups did not differ (Mann–Whitney U = 167.5, p = 0.3843). The interaction with the InterActor robot did not have any significant effect in the initial emotional state of French and Japanese children (Wilcoxon two-tailed test p > 0.05, T = 45, n = 20 and Wilcoxon two-tailed test p > 0.05, T = 9, n = 20 respectively).
FIGURE 4. Comparación del sentimiento emocional reportado ‘antes’ y ‘después’ de la interacción con el robot en niños neurotípicos japoneses y franceses.
Discusión y Conclusión
Este estudio abordó la empatía emocional como mecanismo de sincronización, utilizando el mismo paradigma hablante-oyente y el mismo humano (es decir, experimentador) en dos grupos de niños, uno francés y otro japonés. Reveló que, a pesar de una expresión emocional empática no verbal más importante en los niños japoneses que en los franceses en la condición de reposo, un mecanismo similar de sincronización caracterizaba el intercambio comunicativo no verbal cuando ambos grupos de niños interactuaban con un humano o un robot de juguete. Cuando los niños japoneses interactuaban con el robot, su ritmo cardíaco era mayor que cuando interactuaban con el humano. Además, el estado emocional inicial comunicado no difería entre los niños japoneses y los franceses. La interacción con el robot de juguete no afectó al estado emocional final para ninguno de los dos grupos de niños.
Nuestros resultados son coherentes con los hallazgos recientes que informaron de una interdependencia significativa entre la empatía emocional y la sincronización en adultos (Levenson y Gottman, 1985; Stellar et al., 2015; Lischke et al., 2018) y en díadas madre-hijo (Feldman et al., 2011). Pero estos hallazgos también coinciden con nuestra hipótesis de que la empatía emocional que es un mecanismo de sincronización, conduce a potenciales similitudes entre dos grupos diferentes de niños: Franceses y japoneses. Esto parece reflejarse en el ajuste de un determinado estado fisiológico automático: la frecuencia cardíaca. Desde el punto de vista fisiológico, la frecuencia cardíaca está controlada automáticamente por el sistema nervioso simpático (SNS) y el sistema nervioso parasimpático (PNS) del sistema nervioso autónomo (ANS) y proporciona una medida del funcionamiento autónomo (es decir, del funcionamiento inconsciente) (Porges, 2007). El SNP se activa durante el reposo para mantener la homeostasis; el SNS se activa durante los períodos de cambio percibido, aumentando la frecuencia cardíaca y movilizando el funcionamiento emocional (Suurland et al., 2016). Ambos sistemas fisiológicos actúan de forma complementaria para responder y adaptarse a los cambios internos y externos; es decir, ambos sistemas se basan en la sincronización. Obsérvese que el SNS está controlado por la médula espinal, y el PNS por la médula espinal y el cerebro. Aparentemente, en la condición de reposo, la frecuencia cardíaca de los niños japoneses era mayor que la de los niños franceses. Esta actividad automática serviría de apoyo al compromiso de los niños e indicaría un estado emocional determinado. Cuando los niños japoneses estaban en contacto con el humano o el robot de juguete, su frecuencia cardíaca era similar a la de los niños franceses.
Contrariamente a los datos que afirman que las funciones autonómicas del sistema cardiovascular dependen en gran medida de factores genéticos (Tanaka et al., 1994), el presente estudio indica que estas funciones parecen depender más de la intercomunicación que es posible a través de un humano o un robot de juguete en nuestra situación. Esencialmente, ambos grupos de niños expresaron perfiles potencialmente similares de frecuencia cardíaca en todas las condiciones, con la excepción de una mayor frecuencia cardíaca en la interacción con el robot que en la interacción con el humano para los niños japoneses. Se observó un perfil similar para los niños franceses, aunque los datos no son estadísticamente significativos. Obsérvese que la frecuencia cardíaca de los niños japoneses fue muy similar durante las condiciones de «descanso» y de «humano» en las que el humano era el principal «actor» pasivo o activo. Obsérvese también que el humano, y el robot de juguete, eran los mismos en Francia y en Japón. En ambos grupos, la frecuencia cardíaca era casi idéntica cuando ambos grupos de niños interactuaban con el robot.
El intercambio y la transformación de los estados emocionales de los niños emanarían de su comprensión de la experiencia emocional que tipifica al otro (Giannopulu et al., 2016, 2018; Giannopulu, 2018). Basada en la sincronización interpersonal, esta es la esencia de la condición hablante-oyente (Tatsukawa et al., 2016). En este contexto, ambos interlocutores están realizando un escenario de comunicación ensayando diversas reacciones emocionales verbales y no verbales. La reacción verbal requiere la elaboración de frases coherentes; la reacción no verbal adopta la forma de asentimientos con la cabeza y/o diversos tipos de expresiones faciales (Giannopulu, 2016a,b, 2018; Giannopulu et al., 2016, 2018; Giannopulu y Watanabe, 2018). Íntimamente relacionadas con el estado del hablante, estas respuestas significan que todo (o una parte) se está integrando (Clark, 1996; Bavelas et al., 2002). El éxito de la comunicación requiere que tanto el hablante como el oyente interpreten con precisión (a través de procesos emocionales verbales y no verbales) el significado de la declaración emocional del otro. Parece que la naturaleza emocional no verbal expresiva de una acción humana (es decir, la frecuencia cardíaca asociada al sistema nervioso autónomo) representa una indicación de la declaración emocional del otro como mínimo. Esto podría considerarse como un proceso de resonancia emocional, o una especie de mecanismo de sincronización inconsciente que parece ser similar entre los niños japoneses y franceses. Dado que el estado emocional señalado es análogo en ambas poblaciones, parece que la expresión emocional verbal también estaría asociada a este mecanismo. Este último resultado sería coherente con las teorías en las que conceptos emocionales básicos como «querer», «sentir» o «sentir» son comunes en todos los contextos educativos (Wierzbicka, 1992).
Dados los hallazgos actuales, parece que tanto en la población francesa como en la japonesa la empatía emocional requeriría la implicación de una identificación inconsciente automática sin ninguna empatía cognitiva intermedia (Gallese, 2003; Asada, 2014). Dicha identificación es activa con humanos y con robots de juguete. Datos recientes están de acuerdo: los niños emocionalmente empáticos muestran expresiones no verbales inconscientes (Giannopulu y Watanabe, 2018; Giannopulu et al., 2018). Las pruebas de neuroimagen también apoyan dicho proceso, lo que sugiere que el sistema de neuronas espejo está implicado no solo en la intersubjetividad de las acciones, sino también en la empatía emocional que permite sentirse relacionado con los demás (es decir, la sincronización intersubjetiva) (Carr et al., 2003). Este mecanismo neural autoriza, en esencia, a comprender los sentimientos de los demás, así como a expresar los propios (Gallese, 2003). Una representación compartida del estado emocional empático subyace al proceso. En este sentido, la empatía emocional se consideraría una amplia idiosincrasia inconsciente que ofrece a la mente una forma específica de comunicación: una forma de simulación automática de las experiencias emocionales que es análoga entre los niños franceses y japoneses. Por lo tanto, nuestros hallazgos concuerdan con la suposición de que el cerebro de los niños simula los sentimientos de los demás a un nivel inconsciente. Esto podría ser valioso para ambos grupos de niños neurotípicos analizados en nuestro estudio. Teniendo en cuenta lo anterior, la empatía emocional podría ser considerada como un mecanismo de sincronización que apoya las interacciones humano-humano y humano-robot y predice futuros comportamientos emocionales.
Limitaciones
Una de las principales limitaciones de nuestro estudio es la ausencia de validez ecológica. Aunque nuestro enfoque experimental es indispensable para establecer relaciones valiosas entre la empatía emocional, la sincronización y la frecuencia cardíaca, sugerimos que los estudios futuros exploren dichas relaciones en contextos más naturalistas. Otra limitación del estudio es la falta de actividad cortical y su relación con la actividad periférica durante el proceso de sincronización. Una posibilidad para futuras investigaciones podría ser investigar si la actividad central del cerebro está relacionada con la actividad periférica cuando la sincronización opera en la interacción humano-humano y en la interacción niño-robot. Por último, estamos de acuerdo en que en nuestro estudio no incluimos una población clínica. Los estudios futuros deberían examinar un grupo clínico (TEA o lesión craneal) al menos en comparación con uno típico.
Contribuciones de los autores
IG desarrolló el método, realizó el experimento, recogió los datos, analizó y preparó el manuscrito. TW es el creador del robot. IG, KT y TW discutieron el artículo.
Financiación
El estudio pertenece a un proyecto internacional sobre interacciones entre niños y robots de juguete patrocinado por la Fundación Franco-Japonesa de París (FJF16P29).
Declaración de conflicto de intereses
Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un potencial conflicto de intereses.
El revisor EF y el editor de manejo declararon su afiliación compartida.
Agradecimientos
Agradecemos a todos los participantes y a sus padres, al inspector pedagógico, al asesor educativo, al director y al equipo de la escuela primaria principal del primer distrito de París, Francia y de Gifu, Japón.
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