CRONOMETRlA DE PROCESSOS MENTAIS

CÉSAR GALERA UniverJidad~ lU SIUJ Paulo. RibeirtJo ~ro (l)

EDERALDO JOSÉ LOPES Uniw!rJidoJe Federal de Uberl<1ndw (1)

A medida do tempo decorrido entre um evento ambiental e uma resposta, o tempo de reação (f R), é uma das técnicas mais antigas c mais importantC/l na inv~tigaçãu dos processos mentais, e scu emprego como variável dependente adquuiuum relevo maior com o surgimento da moderna psicologia cognitiva (ver Posner, 1978).

Hermann von Helmholtz realizou os primeiros experimentos utilizando o TR em humanos (!(lr volta de 1850, logo depois de ter conseguido medir a veloci­dade do impulso nervoso em uma rã. Com o anfíbio, Helmho1tze.~timou a veloci­dade do impulso a partir da direrença no tempo de resposta quando um nervo era estimulado em um (!(lnto próximo e em um ponto distante do músculo. A !écnÍt:a foi ligeiramente modificada para ser aplicada aos seres humanos e é conhecida atualmente como tarefa de reação simples. Segundo o raciocínio de Hclmholtz (1852, cit. por De Jaager, 1970), o tempo total de uma resposta era dado pela soma dos tempos gastos pelo nervo sensorial, pelo cérebro ao realizar seu "ato de vuntade~ e, finalmente, pelu tempo gaslo nu nervo mulor. A diferença entre os dois tempos de resposta obtidos a partir de regiões a diferentes distâncias do cérebro deveria wrresponder ao aumento da distância percorrida, uma vez que todus os outros componentes permaneceriam os mesmos.

o MÉTODO SUBTRATIVO

o fisiologista holandês Donders (1969) empregou o mesmo raciocínio de Helmholtz para estudar o tempo gasto pelosproces..<;os mentais. Enquanto Helrnhollz aumentava a distâm:ia a ser percorrida pelo impulso, Donders supôs que poderia

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estimar a duraçiio de uma dada "açiio mental" se esta fosse inserida em uma tarefa cujo tempo de execuçiio já fosscconhecido. A inserção da operação mental nova em uma tarefa de reação simples está para o método de Donders, assim como o aumento da disL'lncia eslll para a técnica de Helmholtz. A diferença no tempo de resposta das duas tareFas daria uma estimativa do tempo gasto pela ação mental inserida em uma delas. Por ellemplo, em uma tarefa de reaçiio simples existe um só estímulo e uma.só resposta possível. Em urna tarefa de escolha, chamada de rC<l\[ao (b) por Donders, existem dois estímulos eo sujeito deve esco­lher qual de duas respostas é adequada ao estímulo apresentado. A diferença entre o tempo de reução simples e o tempo de reação da tarefa (b) é uma estimativa do tempo gasto no processo de identificação do estímulo e na esçolha da resposta adequilda. Dondersprocurou ainda eliminar a operação de escolha da resposta e criou a tarda (c), na qual o sujeito só deveria responder frente a um dentre vários outros estímulos. A diferença entre as tarefas (b) e (c) daria o tempo gasto para a identificação do estímulo (De Jaager, 1970).

O Método Subtrativo, como ficou conhecido o método de Donders, foi intensamente estudado até o início do século XX, quando entrou em declínio, enfraquecido pelas críticas dos principais pesquisadores da época. Urna desL1s críticas focaliza o ponto de partida de qualquer estudo que pretenda utilizar o Método Subtrativo, isto é, que se conheça, de antemão, a seqüência de operações mentais necessária pata a execução da tarefa (Pachella, 1974).

Outras nílicas foram dirigidas às suposições mais fundamentais do méto­do; aquelas que lhe pennitiam atribuir a diferença no tempo de execuçao das tarefas ao tempo consumido pela aç~o mental investigada (Berger, 1866; Ash, 1905, citados por Woodworlli, 193/S). Uma destas suposi",ues ê que o tempo de resposta é a soma dos tempos gastos em cada operação mental. Esta suposiçilo decorre de outra: a de que as operações estilo orgnnizadas seqüencialmente, de fonna que uma operação só é iniciada depois que a precedente encerrou suas atividades. Outro postulado fundament~1 para o método de Donders considera que a opemção mental inserida não irá alterar a estrutura das opera\[õesjá exis­tentes n~ tarda. Est:l suposiç~o de "inserçilo pura" (Sternberg, 1969a) foi uma das principais causas do descrédito em que o método eaiu 110 início deste !ioéculo.

Ap=r do ilbandono formal das idéias de DondeTl! e, con!;Cqüentemente, da pesquisa com tempo de reação, motivada em grande parte pelo advento do behaviorismo (ver Lachman, Lachman e Butterficld, 1979), um renovado interes­se pelo estudo e emprego do tempo de TCllçãO ocorreu por volta de 1950, sobretu­do no contexto d~ aplicação da teoria da informação em psicologia (Posner, 1978). Neste sentido, o~ estudos conduzidos sob a inspiração da teoria da informação assumiram a lógica subtrativa ao considerar que o TR é a soma do tempo de reação simples e do tempo necessário para a identificação e Ç.<iColha da resposta: TR == a + bH (Lei de Hielc-Hyman). Neste caso, o TR seria uma funçiio dos

tempos gastos n~ entr~d~ e saída da informação (parâmetro a), mais uma estima­tiva da capacidade do canal de transmis~o da informação (parâmetro b), multi­plicado pela quantidade de informação (h), também chamado de entropia (Chasc, 1978). Assim como este. boa parte dos estudos que utilizaram o tempo de reação na primeira meL1de do século XX Coi embasada na lógica subtrativa (ver, por exemplo, Pachelia, 1974;Smith,1968; Welford, 1960; 1980; Woodworth, 1938). No enlllnto, a lógica subtrativa só veio a receber algum suporte empírico muito recentemente com o estudo de Gottsdanker e Shragg (1985).

Na tard~ de reação simples, o ~tímuloconlém a informação necessária para a exeeuç;loda resposta. Na tarefa de reaçiiu de escolha, o e:slímulo contém a informação necessária para a escolha e a informação necessária para a execução da resposta. De acordo com a suposição de inserção pura, o conteúdo imperativo deve esperar até que o conteúdo informnlivo tenha sidu processado, ou seja, que uma resposta tenha sidosclecionada. Partindo desta iOéia, Gottsdanker e Sbragg (1985) separam estas funções, utilizandu um estímulu informativo visual e um estímulo imperativo sonoro. A tarefa exigia que o sujeito pressionasse uma de duas teclas (esquerda ou direita). Em cada prova, o estímulo visual informava qual a tecla adequada e depois de um intervalo de tempo variável, o estímulo imperativo em :,prescntado. A hipótese era que para intervalos entre estímulos (IEE) muito curtos, menores do que a diferença entre o TR de escolha e o TR simples. a média du TR para o estímulo informativo não deveria variar, pois o sujeito precisilTia scleciom,r a r~posta antc.~ de poder executá-Ia. Para grandes intervalus, é pruv,ívcl ljue quando o estímulo imperativo fosse apresentado, o sujeito já tivesse scledonado a resposta. Neste caso, o conteúdo imperativo pode­ria ser processado imediatamente, como na Llrcfa de rc.1ç.'io simples. Os resulta­dos obtidos mostraram-se muito próximus aos das lIipóteses formuladas por Gottsd.mker e Shragg (1985). Outros trabalhos ilustrativos da lógica subtrativa são o de Posner e Mitchell (1967) e o de Thcios c Arnrllcin (1989).

O MÉTODO DOS FATORES ADITIVOS

Foi a partir da década de 60 que li idéia de estágio de process.amento foi relOm3da com novas bases (:oneeituais. O interesse renovado pel~ análise do tcrn­po de reação pode ser atribuído, principalmentc, pcl:1 ~ub~tituição da inscrçâo pura pela soposiçio da innuência seletiva, propoSt.1 no Método dos Fatores Aditivos - MFA (Stcrnberg, 1969a, 1971(J) .

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o novo método ronsidera remota a possibilidade de existirem tarefas que atendam às exigênd<ls de inserção pura, mas considera que as durações dos está­giosde uma mc.. .. ma tarefa podem ser afeL,das seletivamcntepela manipulação de variáveis ou fatores experimentais. Nestecontexto, -fator experimental" é defini­do como variável manipulada experimentalmente, ou como um conjunto de tra­tamentos relacionados (Winer, 1962). O efeito do fator pode ser definido como uma mudança de la~neia da resposta associada a uma mudança no nível do fator ou no tratamento. O objetivo do MFA é determinar a existência e a organização dos c..~L1.gio de processamento a partir dos efeitos destes fatores sobre o TR (Sternberg, 1969a; 1969b)

O MFA, como o método subtrativo, depende da ooç~o de cst:'igios de processamento. A'\Sim, o intervalo de tempo entre a apresentação do estímulo e o início da resposta é preenchido pela soma dasdur3(.;õe.~ doscslágios. Cada estágio recebe a informação do estágio anterior, opera sobrecsta informação e a transmi­te 30 seguinte. A qualidade da informal,.1io tmnsmitida independe do tempo consu­mido para Intnsformlí-la, isto é, o produto de um estágio é çonstante e não é afetado pelas exigências de processamento a que é submetido. Isto significa que os aumentos na demanda de um estágio terdO conseqüências apenas sobre sua duração, e não sobre a qualidade de sua s.lída ou li forma pela qual está sendo transmitid<! ao eslágio seguinte, que continuará sendo disçreta (Gopher e Sanders, 1984). A çapacidade de proccss.lmento de informaç~o é limitada, cada estágio proce.<;sando somente uma informaçiio de cada vez. Além disto, cildil estágio deve ser-funcionalmente jntere.~sante", isto é, com funções diferentes dos outros está­giosda série.

O <:on<:eito de el.tágio deproccssamento deve ser difercnciado do ronceito de processo. Estágio de processamento é um conceito opcrHcional relacionado e.strit.1mcnteà manipulação de vilriáveis experimentais (Sanders, 1980). Já o çon­ceito de proccs.so é melhor empregado em referência aos eventos subjacentes a um determinado estágio (Gopher e Sanders, 1984). De atoroo t."Om o MFA, os pro­cessos subjacentes a um estiígio podem se sobrepor ou podem estar ligados por laços de rCillimenta\j~o, mas isto não acontece entre cst.1gios. A sobreposição de cst.'Ígios scri~ melhor interpretada çomo sobreposiçlio de processos que -de ma­neira ideill deveriam ser identificados como um línico estágio~ (Sanders, 1980, p.337). Ainda segundo Sanders, um dos prim;ip.lÍ~ <.lI:safios dH pesquisa é exata­mente a elaboração de modelos que rt."Velam estes processos subjacentes, ou a microestrutura de estágios individuais.

Se a duraçiio mMi'l de um determinado estágioa for aumenLlda pela ação de um fator experimental A, este aumento médio -'.- será somatlo ao tempo médio da resposta. Se um segundo fator experimental B aumentar a duração média do est.'\gio b, o tcmpo de resposta médio será aumentado em M~ -. Sc os fatoresA eB atuarem simult.1neamcnte, o tcmpo de resposta aumentará em (t. + tJ. Se, além

disto, um fator C inLluenciar o estágio a, seu deito sobre o TR, combinado ao efeito do fatorA, manifestar-sc-~ em uma interação estatística significativa.

De maneira bastante resumida, esta é a grande contribuição do Método dos Fatores Aditivos: se dois fatores experimentais influenciarem estágios dife­rentes, seus efeitos sobreo TR médio serão aditivos, porque os estágio tt:m dura­çóesaditivas. Nestecaso,o efeito deum fator será independente do outro. Mas ,se os dcitos combinados destes fatores sobre o TR mostram uma interação, é muito provável que eles estejam atuando simultaneamente sobre um mesmo estágio de processamento (Paehella, 1974; Stemberg, 1969a; 1969b).

Indubitavelmente, a noção de estágiosdeproccssamento trnzida pelo MFA é essencial para li psicologia cognitiva, no que tange à L"Onstrução de modelos de processamento de informação (ver, por exemplo, Massaro e Cowan, 1993; Posner e MeLood, 1982). O MFA, além de se aplicar a uma análise mais tcórica dos processos cognitivos, possibilita a aplicaç:l0 em situaçóes que poderíamos rotular de ergonômicas num sentido geral. Vários pesquisadores têm empregado o M FA como uma rerramcntll útil para se tentar estabelecer como a rapidez do processamento de inlOrmilção em humilnos p-ode ser influenciada por fatores tais colnooenvelhccimento,toxidC7.porsubstâneiasquímieas,eargnment11dotraba­lho (ver Stephaneck, 1986; Wickens, 1984). Ademais, 1111 análise de problemas clínicos, tem-sc enfatizado o poder deste método (ver Sternbcrg, 1975).

Apes.1r de sua grandeaplicabilid:lde, uma série de problemas têm si do aponi<ldos no emprego deste método, sobretudo por supor a existência de estágios de processamento discretos, o que tem gerado um deblltelleirrado a respeito dos modelos de processamento de informação (ver, porexcmplo, Millcr, 1988; Sandcrs, 1980; Shwartz, Pomeraolz e Egeth, 1977 para posições favoráveis ao MFA, e Pieters, 1983; Taylor, 1976; Townsend, 1990 para críticas ao método).

TAREFAS EXPERIMENTAIS E A QUESTÃO SERIAL X PARALELO

A pcsquiSll contempor:loea do tempo de reaç;io de escolha originou-se dos esforços para resolver uma das primeiras disputlls tcóricas intríns<xas à psicolo­gia cognilivll. A quesLão é a seguinte: O processamento de informação humano é serialoupnralelo'!

Processamento serial signific~l, cstritllmcnte falando, que cada objeto gas­ta~, mesma quantidade média de tempo para scrprocessaoo e o próximo objeto da série só é proccss.1do quaodo o anterior completou o processamento. Por outro lado, processamento paralelo sigoifica processamento ~imult.'inCQ de todos os ob­jetos, embora o processamento de diferentc.~ objetos possa terminar em diferentes tcmJXls (par~ uma revis.'io sobre o paralelo x serial, ver Townscnd, 1990).

A questão, longe descr simples, tem sioo investigada de diversas manei-

ras, utiliz.ando diversos paradigmas experimenlais. Estes paradigmas podem ser resumidos sob três rótulos: tarefa de busca de memória, tarefa de julgamento igual-diferente e t.lrefa de busca visual. Ao longo desta sessão, falaremos da con­trovérsia serial x paralelo em cada uma delas, embora, de certa forma, estes tres tipos de tarefas nào sejam dissodadas entre si (ver Farell, 1985).

HusclI nll Memória

Num artigo crudal, Sternberg (1966) interpretou persuasivamente os da­dos de tempo de reaçiío obtidos numa Iarel~1 de busca de memória li curto prazo em termos de busca serial, desconsiderando um~ classe significativa de modelos paralelos. Sternbergapresentou a seus sujeitos listas deeslímulos n uméricosva­rillndo de I a 6 estímulos. Após 2 segundos, aprCl>entava-seum estímulo (prova) queo sujcito devcria comparar com alista previamente memorizada. Se li prova fosse um dos estímulos previamente memorizados, o sujeito pressionava uma cer­ta tecla (resposta positiva); caso contráriu, pressionava uma outra tecla (resposta negativa). Nesteexperimento, Sternberg mostrou que li relação entre o número de estímulos na memória c o tempo de reação poderia ser representada por uma funçiio nitidamente linear do tipo TR = a + bN (ondeo padmelroa é urna estima­tiva composta dos tempos gastos nos estágiosdef.:udificação do estimulo, decisilo binária e tradução e organização da resposta motora;b é uma estimativa do tempo gasto no esl<'ígio deoomparação serial e N é o número de estímulos memorizados). E~te resultadu é uma dcmonstraç;iu cinTa de prOCeS&1mento serial; isto é, cada novo cstímul011crcscentado na lis!.1 a ser memoriz.ada aumentava o TR em apTO­ximadllmente40 milissegundos. Em contrapartida, o processamento pllralelo tem sido freqüentemente interpretado quando o tempo de TC1lÇão permanece constante apesar do aumento dll cllrga de memória. No experimento de Sternberg, os estí­mulos emllreg:,dos foram dígitos.. Resultados semelhantes aos de Sternberg foram obtidos em diversas circunst:1ncias. com us mais vari~dos tipos de estímulos (Sternberg, 1975). Em nosso l~borat6rio, encontramos padrões de serial idade do processamento de inFormação utilizando dígitos c pontos oTg3nizados em forma de dominó (Lopes, 1992). Além disto, variáveis como a similaridade entre os estímulos memOriZ.ldos e li prova vêm sendo l:onsideradas nos estudos derivados do paradigma de Sternberg (Galera, 1994)

Julglllnenlolgual-Difl'n:nte

Neste tipo de tarefa, apresenta-se ao sujeito um par de eslimulos simulta­neamente, ou um estímulo seguido por um intervalo edepoisoutro estímulo (apre­sentação seqüencial). O sujeito é instruído a julgar a diferençaJigu31dade dos pa­rcsdcCl>tímlllos. O prinr.;ipal objetivo da pesqllisa inicial sobre julgam entosigual-

diferente foi determinar se as múltiplas comparações eram conduzidas em série ou em paralelo (por exemplo, Egeth, 1966; Hawkins, 1969). As evidências, entre­tanto, n:io indicam queos julgamentos igual-diferente dependem exclusivamente destes modos de processamento. O status incisivo desta evidência tem mudado poueo desde que Nickerson (1972) reviu a matéria e concluiu que"um modelo paralelo e um serial podem ser menos divergentes em termos de suas implicações que dois modelos seriais. O que isto sugere é que a questào do processamento serial vs. paralelo é imprecis., demais para ser útil em si mesma~ (p.304; ver também Thwnsend, 1974).

Há quese rcssaltar, todavia, quea questâo pamlelo x serial dcve ser ana­lisada distintamente na tarefa igual-diferentecm rcJaçãoàstaref asdebuscavisu­ai ou de memória (Niekerson, 1972). Ou seja, no primeiro caso, falamo~ em serial idade ou paralelismo das dimensões dos estímulos, enquanto no segundo, falamos dos modos de processamento em termos de carga de memória ou visual (numero de estímulos presentes na memória ou no campo visual). Egeth (1966) tentou resolver o conflito serial x paralt:lo usamJo um conjunto de esumulos que difcri1' daquele usado por Sternberg e Neisser. A pesquisa dele foi base:,da no fato dcquedígitosclctrassão feixcsdcdimenSÕcsperceplivas. A fim dereco nhocer que um A é um A, o sujeito tem que prestar atenção às propriedades que definem um A enquanto um A. Ao contrário do H,oA tem um topo fechado esuas linhas vcrtiCilis niio siio paralelas. As letras O e Q diferem apenas por aspecto. Em outras palavras, letras e dígitos podem ser separados em componentes elementa­res chamados dimensôes ou características. Egeth perguntou se CSt,1S dimensões siio proctss.1das em p~ralclo ou em série. Para responder a esta pergunta, ele construiu formas multidimension~ís. Os estímulos variavam em trê~ dimensões: (I) Forma: quadrado ou círculo; (2) Cor: vermelho ou azul; (3) Inclinação: es­querda ou direita. A tarefa dos sujeitos consistia em julgar se dois estímulos eram iguais ou diferentes. Qmsiderando as provas em que os estímulos eram diferentes entre si, o número de dimen".()es em que eles diferem 1,fet1lfia o tempo de re~lção·! Pan, um modelo seri~l , sim; para um modelo panllelo, mio. Os resultados de Egcth não rewlvcram o l"Onflito paralelo x seri.d: as respostas ~igual" não se encaixilram em nenhum dos modelos, enquanto as respostas ~diferente~ se encai­xaram Ilum modelo serial-interrompido no caso em queo sujeito encontrava algu­ma dimeMiíO c~paz de distinguir um estímulo do outro.

BuscllVisUll1

A t~rera de busca visual empregada por Neisser e colaboradores (Neisser, 1963; Neisser, Novick c 1...;'7.ar, 1964; Neisser e Beller, I %5) exigia que os sujei­tos cncontras~m uma lelra-alvo num'l Ibt~, com centenas de lelras não-alvos,

chamadas distrntoras. O número (N) de distrntores colocados entre o início da lista eo alvo era a variável milnipulada, eo tempo de busca, a variável dependen­te. O tempo necessário para encontrar O alvo é diretamente proporCionai ao núme­ro de distra tores que o sujeito deve inspecionar antes de dar a resposta. Todavia, o resultado mais importante obtido por Neisser (1964) foi em umil laref .. em que o sujeito procurava milis de uma letra de uma só vez. Surpreendentemente, seus resullados mostraram que as pessoas eram capazes de buscar até 10 letras simul­taneamente, dando suporte para a noção de processamento paralelo. Este último dado de Neisserl."Ontradiz, portanto, os resultado de Sternberg

Trahalhos mais recentes emprcgando o paradigma de busca visual têm mostrado que, em algumas situações, a dete(:çãu do alvo é realizada sem pratica­mente nenhum custo em termos de tempo. As runçõcs que rclacionam TR ao número de distratores siio horizontais, dando evidências de processamento para­lelo (Treisman e Souther, 1985; Treisman e Gormican, 1988/von Grünau, Dubé c Galcra, 1994). Outros mostram que a busca é realizada em série, sobretudo quando o alvo é delinido por uma conjunç.'io de características (Egetb, Virá e Garbart, ]984; Pasbler, 1987; Treisman e Gelade, 1980; ver Illmbém Theeuwes, 1993 para uma excelente revisão sobre atenção seletiva).

CONCLUSÕES

Embom o emprego do TR sob li perspectivll do Método dos FlItores Aditivos na anlílise dos processos cognitivos tcr rcpresentado uma verdadeira ~revo]lIção",éprcciso levarem conta a diversidade de restrições apresentadas. Estas restrições têm sido encabcçadas, sobretudo, por Townsend (1974; 1990) que levantou questões importantes sobre a distinç:io paralelo x serial. Segundo Townsend, o fenômeno do aumento linellr do tempo de reação não é maisl.unside­rado um~ distin'iãu par~lelo-scrinl porque cle simplesmente indica, primeiramen­te, lima limil<l<;iio em capacidade de processamento. Portanto, poderíamos ter um proceSSllmento paralelo de capacidade limitada, ou mesmo mecanismos de processamentobíbridos.

Estas e outras críticas têm sido ignoradas pelos psicólogos, muitas vezes pelo dcsconhocimento de outms métodos mais potentes para responder à contro­vérsia dos modos de processamento. Tud:tvia, diagnósticos mais precisos podem ser utiliwdos,scm com isto restringir o uso do tempo de reação na medido1 dosproccs­sosmgnitivos(ver, porcxemplo, Egeth e Dagenbach, 1991; Townscnd, 1990).

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