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La inteligencia artificial (IA) está cada vez más entrelazada tanto con nuestra vida cotidiana como con el lugar de trabajo. Sin embargo, en muchos contextos del mundo real, la IA aún no es capaz de automatizar completamente los procesos de toma de decisiones1. Ciertas tareas siguen siendo particularmente desafiantes para la IA debido a las limitaciones tecnológicas actuales, así como a consideraciones éticas y legales. Como resultado, otorgar plena autonomía a la IA en dominios específicos a menudo no es práctico o desaconsejable 2,3. Los humanos, por lo tanto, continúan desempeñando un papel indispensable en el lugar de trabajo, y se espera que la colaboración entre humanos e IA se convierta en un modo dominante de producción y prestación de servicios en el futuro. La investigación en áreas como la atención médica, la hospitalidad y los recursos humanos ha demostrado que los esfuerzos de colaboración entre los humanos y la IA pueden reducir los costos y, en algunos casos, mejorar la eficiencia 4,5,6.
En la colaboración entre humanos e IA, se espera que cada parte realice tareas que se alineen con sus respectivas fortalezas, mientras delega tareas menos adecuadas a la otra. Por lo tanto, la delegación efectiva de tareas es esencial para una colaboración exitosa y resultados de desempeño óptimos. Adam et al. encontraron que cuando el proceso de delegación está completamente automatizado y es manejado únicamente por IA sin participación humana, los humanos tienden a experimentar una mayor percepción de autoamenaza7. Fuegener et al. informaron además que durante el proceso de delegación de tareas a la IA, las personas a menudo luchan por evaluar con precisión sus propias capacidades o evaluar la dificultad de la tarea, lo que refleja un bajo nivel de metacognición8. Estos hallazgos resaltan la importancia de mejorar la metacognición en escenarios de delegación humano-IA para mejorar la eficiencia y la calidad de la colaboración.
La metacognición se refiere a la capacidad de un individuo para evaluar sus propias capacidades9. En el contexto de la delegación mutua entre humanos e IA, es esencial no solo formar una comprensión precisa de las capacidades de la otra parte, sino también evaluar las propias habilidades para determinar cuándo la delegación es apropiada. Jussupow et al. encontraron que la colaboración entre humanos e IA es más efectiva cuando los humanos demuestran altos niveles de metacognición, es decir, cuando pueden evaluar con precisión tanto sus propias habilidades como las de la IA10. Del mismo modo, Atchley et al. encontraron que fomentar la metacognición en entornos educativos puede promover una colaboración más profunda y efectiva entre los humanos y los sistemas de IA11. Estudios anteriores sobre la colaboración entre humanos e IA a menudo han evaluado la metacognición a través de cuestionarios de autoinforme o utilizando calificaciones de confianza humana como medidas indirectas. Sin embargo, en la investigación psicológica, una medida más establecida y rigurosa de la metacognición es la sensibilidad metacognitiva (meta-d')12. En el presente estudio, utilizamos meta-d', siguiendo el enfoque descrito por Maniscalco et al. para evaluar la sensibilidad metacognitiva13.
La estimulación transcraneal de corriente continua (tDCS) ha sido ampliamente utilizada en investigaciones destinadas a mejorar la metacognición14. Los aspectos centrales de la metacognición están estrechamente asociados con la corteza prefrontal. La tDCS suministra una corriente continua débil a regiones específicas del cerebro, modulando la excitabilidad neuronal y la plasticidad sináptica de una manera no invasiva y no intrusiva, lo que permite a los investigadores mejorar diversas funciones cognitivas15. Harty et al. encontraron que la estimulación anódica sobre la corteza prefrontal dorsolateral derecha (DLPFC) mejoró el rendimiento de detección de errores de los participantes en una tarea de conciencia de errores, mejorando así su monitoreo metacognitivo del rendimiento cognitivo16. Bona y Silvanto informaron que la tDCS anódica afectó el sesgo metacognitivo en una tarea de memoria de trabajo17. Mattes et al. mostraron que, si bien la tDCS influyó en las calificaciones de confianza de los participantes tanto en las tareas de metacognición como en las de mentalización, no alteró su sensibilidad metacognitiva18. Se ha demostrado que la interrupción temporal o el daño a la corteza prefrontal, específicamente las áreas 46 y 10 de Brodmann, tanto en humanos como en monos, induce cambios en los procesos metacognitivos14. Además, estudios previos han proporcionado evidencia causal que vincula la estimulación de la DLPFC con las habilidades metacognitivas19,20. El DLPFC derecho, en particular, juega un papel clave dentro de la red neuronal subyacente al control cognitivo21,22, que está estrechamente relacionado con las demandas de nuestra tarea experimental. Por lo tanto, seleccionamos el DLPFC correcto como nuestro sitio objetivo para la estimulación. De acuerdo con los protocolos establecidos en los estudios de tDCS sobre metacognición, aplicamos una corriente de 2 mA durante 21 min, incluida una fase de aceleración y disminución de 1 min17,23. Actualmente, la mayor intensidad de corriente utilizada en la tDCS es de 4 mA, que ha demostrado ser tolerable para los participantes en el estudio realizado por Workman et al.24.
La estimulación transcraneal de corriente continua de alta definición (HD-tDCS) es una modificación de alta precisión de la tDCS convencional, que ofrece una neuromodulación más específica a través de montajes de electrodos especializados. En comparación con la tDCS convencional, que utiliza dos electrodos de almohadilla grandes, la HD-tDCS permite una estimulación más específica y focal de regiones específicas del cerebro, lo que resulta en efectos más sostenidos25,26. A diferencia de las técnicas de neurofeedback que también tienen como objetivo mejorar el rendimiento cognitivo27, la HD-tDCS ofrece varias ventajas prácticas, incluido un período de activación más corto, procedimientos de aplicación más simples y menores costos de implementación28. Desde la perspectiva de la delegación de tareas de IA humana, HD-tDCS ofrece una mayor precisión espacial, facilidad de operación y rentabilidad. Además, permite a los participantes participar en tareas sostenidas que implican la delegación y la reflexión dentro de contextos que se aproximan a escenarios de la vida real o del lugar de trabajo, lo que lo hace especialmente adecuado para sondear la metacognición en la delegación humano-IA. En este estudio, se empleó HD-tDCS para administrar una estimulación más dirigida a la DLPFC.
Diseño experimental
Los materiales experimentales se obtuvieron del ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge (ILSVRC)29. El modelo de IA fue GoogLeNet Inception v3, uno de los modelos de mayor rendimiento en tareas de clasificación de imágenes30.
La tarea experimental fue una tarea de delegación de IA humana, específicamente una tarea de clasificación de imágenes. La clasificación de imágenes implica asignar una imagen de destino a una categoría, y es una tarea general que no requiere ninguna capacitación específica del dominio ni experiencia previa. Las tareas basadas en antecedentes situacionales específicos pueden comprometer la generalización. Por ejemplo, en escenarios de alto riesgo que involucran pérdidas potenciales, las personas tienden a delegar decisiones a AI31, convirtiéndola efectivamente en el chivo expiatorio del equipo32. La tarea utilizada en este estudio fue adaptada del paradigma de clasificación colaborativa humano-IA desarrollado por Fuegener et al. y por Gass et al.8,33.
Se realizó un experimento preliminar para evaluar el nivel de dificultad de la imagen. La dificultad de la imagen es la precisión promedio de la imagen correspondiente en la condición humana sola. Como se muestra en la Figura 1, cada ensayo consistió en una imagen de destino y cinco conjuntos de opciones de imagen. Se pidió a los participantes que eligieran el conjunto de opciones que mejor coincidiera con la imagen de destino. Un total de 217 participantes completaron el estudio preliminar. Todos los participantes en el estudio preliminar fueron excluidos del reclutamiento para el experimento principal.

Figura 1: Interfaz del experimento preliminar. Interfaz mostrada a los participantes en el experimento preliminar, donde seleccionaron una respuesta de cinco opciones. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
En la interfaz formal del experimento (consulte la Figura 2), se muestra una imagen de destino en la parte superior de la pantalla. Además, se presentan cinco opciones de grupo de imágenes y una opción de delegación (ubicada en la parte superior derecha de la pantalla). Los participantes deben decidir entre delegar la tarea a la IA y completarla ellos mismos. En este último caso, seleccionan una de las cinco opciones de categoría de imagen que mejor se adapte a la imagen de destino. Después de cada decisión, la interfaz avanza a la página siguiente, donde se pide a los participantes que califiquen su confianza en su decisión de delegación en una escala del 1 al 4. Antes de que comenzara el experimento formal, se informó a los participantes que el sistema de IA tenía una precisión promedio del 76%.

Figura 2: Interfaz de experimento formal. Interfaz principal mostrada a los participantes durante la tarea. (A) La interfaz de tareas; (B) la interfaz de calificación de confianza. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Se reclutaron un total de 62 participantes diestros para el experimento principal. Todos los participantes eran estudiantes de posgrado que no tenían experiencia previa con tareas experimentales similares. Los criterios de exclusión fueron los siguientes: los participantes no deben haber tomado ningún fármaco sedante-hipnótico o sustancias psicoactivas dentro de las 24 h anteriores al experimento, no deben tener defectos craneales (p. ej., agujeros o fracturas) y no deben tener implantes metálicos en el cráneo (p. ej., placas metálicas). Se excluyeron dos participantes: uno debido a una inflamación dermatológica que impidió la estimulación de HD-tDCS y otro por ingerir una bebida con cafeína antes del experimento. Los 60 participantes restantes (edad media = 22,68 ± 0,91 años) completaron el experimento. Fueron asignados aleatoriamente a una de las tres condiciones de estimulación: anódal, catódica o simulada, cada una con 20 participantes. Las simulaciones de campo eléctrico se muestran en la Figura 3. Cada participante realizó la tarea de clasificación de imágenes una vez antes y una vez después de la estimulación, lo que produjo 120 conjuntos de datos para el análisis. El procedimiento HD-tDCS se ilustra en la Figura 4 y el flujo de trabajo experimental se resume en la Figura 5. Realizamos un análisis de potencia a priori utilizando G*Power 3.134, asumiendo una potencia del 90% (1 - β = 0.90), un tamaño del efecto de f = 0.25 y un nivel alfa de 0.05. El análisis indicó que se necesitaría un mínimo de 18 participantes por grupo. Nuestro tamaño de muestra final cumplió con este requisito.

Figura 3: Simulación de campo eléctrico. Vista lateral de la distribución del campo eléctrico (lado derecho). (A) Condición de estimulación anódica. (B) Condición de estimulación catódica. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Configuración experimental de HD-tDCS. Fotografía de la configuración experimental HD-tDCS, que ilustra la colocación del electrodo y la posición del dispositivo durante la estimulación. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: Diagrama de flujo experimental. El experimento comprendió tres fases, incluidas las tareas de clasificación de imágenes realizadas antes y después de la estimulación. Abreviaturas: HD-tDCS = estimulación transcraneal de corriente continua de alta definición; rDLPFC = corteza prefrontal dorsolateral derecha. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.