Tendencias21
Descubierto el mecanismo neurológico de la percepción visual

Descubierto el mecanismo neurológico de la percepción visual

Un equipo internacional de científicos ha conseguido registrar la actividad de neuronas individuales del cerebro durante la percepción consciente de imágenes. Las neuronas responden a la percepción consciente con un mecanismo de “todo o nada”, cambiando drásticamente su tasa de activación sólo cuando las imágenes mostradas son reconocidas. Si no lo son, la actividad neuronal no se produce. El tiempo en que se muestran las imágenes no desencadena la actividad neuronal, sino sólo el hecho del reconocimiento, señalan los científicos. Conocer cómo funciona esta actividad permitirá, según ellos, desarrollar dispositivos neuronales artificiales que, implantados en el cerebro, puedan mandar órdenes a prótesis biónicas, entre otras aplicaciones. Por Yaiza Martínez.

Descubierto el mecanismo neurológico de la percepción visual

Un equipo internacional de científicos afirma haber logrado un significativo avance en la comprensión de la percepción consciente definiendo la manera en que las neuronas individuales del cerebro humano reaccionan a las imágenes percibidas.

Liderado por el bioingeniero de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido, Rodrigo Quian Quiroga, este estudio abriría nuevas posibilidades a la exploración de la conciencia desde la perspectiva científica.

Según ha señalado Quiroga en un comunicado de prensa de dicha universidad, “en los últimos años se ha despertado un gran interés sobre el tema de la conciencia, que está considerada por muchos uno de los principales retos científicos pendientes”.

La investigación se centró en los cerebros de enfermos de epilepsia que habían recibido un tratamiento quirúrgico para esta enfermedad. Este tratamiento consistió en la implantación de electrodos intracraneales con el fin de definir la localización de los focos epilépticos en el cerebro, así como de evaluar la efectividad potencial de dicha cirugía.

Respuesta neuronal

Los pacientes pasaron entre una y dos semanas bajo vigilancia médica, lo que permitió a los científicos estudiar las neuronas de sus cerebros. Así, pudieron determinar cómo dichas neuronas respondían a diferentes tareas de percepción.

En concreto, los investigadores mostraron una serie de imágenes en la pantalla de un ordenador a los participantes en el experimento. Las imágenes aparecían muy brevemente, justo en el límite de la capacidad de reconocerlas de manera consciente.

Los pacientes sometidos a la prueba debían informar si habían reconocido o no la imagen concreta que se había mostrado en cada fase. Todas las imágenes aparecían el mismo tiempo en pantalla, pero algunas veces los participantes afirmaban haberlas reconocido y otras veces no.

Los científicos descubrieron que las neuronas registradas respondían a la percepción consciente con un mecanismo de “todo o nada”, cambiando drásticamente su tasa de activación sólo cuando las imágenes eran reconocidas. Por ejemplo, una neurona del hipocampo de un paciente se activaba con mucha fuerza cuando el paciente reconocía una imagen de su propio hermano y permanecía completamente “apagada” cuando no reconocía las imágenes.

Predicción del reconocimiento

Curiosamente, basándose en la activación de estas neuronas resultó posible predecir si los participantes habían reconocido la imagen o no. Otra interesante observación fue que una imagen emitida muy brevemente generaba casi la misma respuesta –si era reconocida- que si se emitía durante más tiempo, es decir, que el tiempo de exposición no variaba la actividad neuronal.

Esto significa que una sola instantánea proyectada tan sólo durante 33 milésimas de segundo era suficiente para activar fuertes respuestas neuronales, señalando la percepción consciente de la imagen mostrada.

El estudio, según Quiroga, tendría importantes implicaciones para los tratamientos de pacientes con patologías en la constitución del hipocampo, como la epilepsia, el Alzheimer y la esquizofrenia, así como en la comprensión de la manera en que la percepción y los recuerdos son representados por el cerebro.

En cuanto a aplicaciones, potencialmente este descubrimiento podría influir en el desarrollo de prótesis neuronales para pacientes paralizados o amputados que leyeran órdenes directamente del cerebro para transmitirlas a dispositivos biónicos.

Ciencia y conciencia

El estudio científico de las bases cerebrales de la conciencia ha ido avanzando en las últimas décadas, sobre todo a través de la comparación entre cerebros sanos y enfermos. Debido a que
muchas enfermedades neuropsicológicas se originan por disociaciones, a veces importantes, se han podido identificar los principios generales de una neurofisiología de la conciencia, particularmente la asociada con la percepción visual, como es el caso del presente estudio.

Otra investigación anterior, referente a la percepción visual, fue la realizada por científicos del CEA, el Inserm y el CNRS. Sus resultados apuntaban a que la percepción consciente, que conduce a la conciencia visual, ocurriría alrededor de 270 milisegundos después de la presentación de un estímulo, tras darse una serie de fases neuronales.

A través del análisis de las imágenes cerebrales obtenidas durante este experimento fue posible observar dos fases distintas en el transcurso de la actividad de la corteza cebrebral.

Estos no son ni mucho menos los estudios científicos que intentan explicar el fenómeno de la conciencia. Como explica William Grassie aunque la descripción neurológica del cerebro es difícil de compatibilizar con la noción de nosotros mismos y de nuestras experiencias (es decir, que las descripciones físicas acerca del funcionamiento cerebral y neuronal no se parecen a las vivencias subjetivas o conscientes), la ciencia puede y debe continuar caminando lentamente siguiendo sus vías metodológicas.

Las neurociencias adelantan formulando pequeñas cuestiones y fabricando experimentos para intentar resolverlas. Los resultados de la investigación de Rodrigo Quian Quiroga acaban de ser publicados en la revista especializada Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS bajo el título “Human single neuron responses at the threshold of conscious recognition” ( no on line).

Yaiza Martinez

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Descubren cómo Plutón consiguió su corazón 16 abril, 2024
    El misterio de cómo Plutón consiguió una característica gigante en forma de corazón en su superficie finalmente ha sido resuelto: los científicos lograron reproducir con éxito la forma inusual con simulaciones numéricas, atribuyéndola a un impacto gigante y lento en ángulo oblicuo. Se trató de una colisión con un cuerpo planetario de unos 700 kilómetros […]
    Pablo Javier Piacente
  • La vida podría existir desde los inicios del Universo 16 abril, 2024
    El físico Avi Loeb sostiene en un reciente artículo que los elementos para el desarrollo de la vida tal como la conocemos podrían estar presentes en el cosmos desde la formación de las primeras estrellas, unos 100 millones de años después del Big Bang. También postula que esta hipótesis podría comprobarse si la misión Dragonfly […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean un acelerador de partículas en miniatura con aplicaciones médicas 16 abril, 2024
    Investigadores alemanes han desarrollado un acelerador de electrones que mide poco menos de medio milímetro de largo y 0,2 micrómetros de ancho, es decir, menos de una milésima de milímetro. Tiene aplicaciones en la investigación básica y permitirá crear nuevas herramientas de radioterapia. Entrevista con sus protagonistas, Peter Hommelhoff y Stefanie Kraus.
    Oscar William Murzewitz (Welt der Physik)/T21
  • Revelan la primera molécula fractal en la naturaleza 15 abril, 2024
    Los científicos han descubierto una molécula en la naturaleza que sigue un patrón geométrico de autosimilitud, conocido como fractal. La enzima microbiana denominada citrato sintasa es la primera estructura fractal molecular ensamblada directamente en la naturaleza que ha logrado identificarse hasta el momento. Los especialistas creen que este fractal puede representar un accidente evolutivo.
    Pablo Javier Piacente
  • El cambio climático podría estar relacionado con el aumento de los accidentes cerebrovasculares 15 abril, 2024
    Una nueva investigación ha demostrado que el número de muertes ligadas a accidentes cerebrovasculares y otras patologías relacionadas ha ido creciendo desde 1990, a la par del aumento de las temperaturas extremas. Durante 2019, el último año analizado, más de 500.000 muertes por accidentes cerebrovasculares se vincularon con temperaturas "no óptimas", provocadas por el calentamiento […]
    Pablo Javier Piacente
  • La globalización está fracturando a la humanidad 15 abril, 2024
    La globalización no está conduciendo a una civilización universal con valores compartidos, sino que está creando una brecha creciente entre los países occidentales de altos ingresos y el resto del mundo, en cuanto a valores como la tolerancia, la diversidad y la libertad.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • En el caso de los caracoles, el huevo fue lo primero 14 abril, 2024
    Un caracol marino que primero fue ovíparo y evolucionó hacia la viviparidad revela que los saltos evolutivos ocurren gradualmente, a través de una serie de pequeños cambios.
    Redacción T21
  • Revelan el misterio del árbol tropical que camina 13 abril, 2024
    La denominada "palma caminante" o Socratea exorrhiza es un árbol de América Central y del Sur que según distintas versiones podría "caminar" y erguirse en determinadas situaciones: ahora, este mito parece haber sido resuelto bajo criterios científicos. Según los investigadores, aunque el árbol puede crecer rápidamente y crear nuevas raíces para lidiar con la pérdida […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren 50 especies desconocidas para la ciencia en la exótica Isla de Pascua 12 abril, 2024
    Una expedición a la Cordillera de Salas y Gómez, frente a Rapa Nui, en el Océano Pacífico, documentó 160 especies animales que no se sabía que habitaban esta región de la misteriosa Isla de Pascua, en Chile. Además, descubrieron 50 criaturas que son absolutamente nuevas para la ciencia.
    Pablo Javier Piacente
  • El clima espacial podría generar un caos satelital sin precedentes 12 abril, 2024
    Los satélites en órbita terrestre baja (LEO) pueden perder su brújula cuando el clima espacial ofrece situaciones inesperadas. El problema afecta a la Estación Espacial Internacional, la estación espacial Tiangong de China y muchos satélites de observación de la Tierra. Los expertos sostienen que esta incertidumbre de posicionamiento aumenta el riesgo de colisiones orbitales peligrosas, […]
    Pablo Javier Piacente