Un tipo de movimiento ocular muy sutil y aparentemente aleatorio llamado deriva ocular puede verse influenciado por el conocimiento previo del objetivo visual esperado, lo que sugiere un nivel sorprendente de control cognitivo sobre los ojos, según un estudio dirigido por neurocientíficos de Weill Cornell Medicine.
El descubrimiento, descrito el 3 de abril en Biología actualse suma a la comprensión científica de cómo la visión, lejos de ser una mera absorción de las señales entrantes de la retina, es controlada y dirigida por procesos cognitivos.
«Estos movimientos oculares son tan pequeños que ni siquiera somos conscientes de ellos y, sin embargo, nuestros cerebros de alguna manera pueden usar el conocimiento de la tarea visual para controlarlos», dice el autor principal del estudio, el Dr. Yen-Chu Lin, quien llevó a cabo el estudio. trabajo como Fred Plum Fellow en Neurología y Neurociencia de Sistemas en el Instituto de Investigación del Cerebro y la Mente de la Familia Feil en Weill Cornell Medicine.
El Dr. Lin trabaja en el laboratorio del autor principal del estudio, el Dr. Jonathan Victor, profesor Fred Plum de Neurología en Weill Cornell Medicine.
El estudio involucró una estrecha colaboración con el laboratorio del Dr. Michele Rucci, profesor de cerebro y ciencias cognitivas y neurociencia en la Universidad de Rochester.
Los neurocientíficos saben desde hace décadas que la información almacenada en la memoria puede influir en gran medida en el procesamiento de las entradas sensoriales, incluidos los flujos de datos visuales que provienen de los ojos. En otras palabras, lo que vemos está influenciado por lo que esperamos ver o los requisitos de la tarea en cuestión.
La mayoría de los estudios sobre el control cognitivo del movimiento ocular han abarcado movimientos más obvios, como los movimientos «sacádicos», en los que los ojos recorren gran parte del campo visual. En el nuevo estudio, los Dres. Lin, Victor y sus colegas examinaron la deriva ocular, pequeños nervios del ojo que ocurren incluso cuando la mirada parece fija. Las derivas oculares son movimientos sutiles que desplazan un objetivo visual en la retina en distancias del orden de una fracción de milímetro aproximadamente, a través de unas pocas docenas de fotorreceptores (conos). Se cree que mejoran la detección de pequeños detalles estacionarios en una escena visual al escanearlos, convirtiendo efectivamente los detalles espaciales en trenes de señales visuales en el tiempo.
Estudios anteriores habían sugerido que la deriva ocular y otros «movimientos oculares de fijación» a pequeña escala están bajo control cognitivo solo en un sentido amplio, por ejemplo, ralentizando al escanear escenas más finamente detalladas. En el nuevo estudio, los investigadores encontraron evidencia de un tipo de control más preciso.
Utilizando equipos sensibles en el laboratorio del Dr. Rucci, los investigadores registraron desviaciones oculares en seis voluntarios a los que se les pidió que identificaran cuál de un par de letras (H vs. N, o E vs. F) se les mostraba sobre un fondo aleatorio. ruido visual. Con base en el modelado computacional, los científicos esperaban que los movimientos oculares óptimos para discriminar entre letras cruzaran los elementos clave que distinguen las letras en ángulos rectos. Por lo tanto, plantearon la hipótesis de que un control cognitivo más preciso, si existiera, tendería a dirigir la deriva ocular en direcciones tanto verticales como oblicuas (de abajo a la izquierda a arriba a la derecha) para la discriminación H vs. N, en comparación con movimientos más estrictamente verticales para el Discriminación E vs F.
Descubrieron que los movimientos oculares de los sujetos tendían a seguir estos patrones, incluso en el 20 por ciento de los ensayos en los que los sujetos, aunque esperaban ver una letra, solo vieron ruido. El último resultado mostró que el control cognitivo de la deriva ocular podría estar impulsado únicamente por el conocimiento previo específico de la tarea visual, independientemente de cualquier información visual entrante.
«Estos resultados subrayan la interrelación entre las partes sensoriales y motoras de la visión, uno realmente no puede verlos por separado», dijo el Dr. Victor, quien también es profesor de neurociencia en el Instituto de Investigación del Cerebro y la Mente de la Familia Feil en Weill. Cornell.
Señaló que se cree que la dirección de los movimientos oculares finos proviene de las neuronas en el tronco encefálico, mientras que el conocimiento de la tarea reside presumiblemente en la parte superior del cerebro: la corteza, lo que implica algún tipo de conexión no consciente entre ellos.
«Los sujetos son conscientes de las tareas que tienen que hacer, pero no saben que sus ojos están ejecutando estos pequeños movimientos, incluso cuando se les dice», dijo el Dr. Victor.
Los estudios de esta vía, agregó, podrían conducir a una mejor comprensión no solo de la neurociencia de la visión, sino también posiblemente de los trastornos visuales, que tradicionalmente se han visto como trastornos de la retina o del procesamiento sensorial dentro del cerebro.
«Lo que sugieren nuestros hallazgos es que los trastornos visuales a veces también pueden tener un componente motor, ya que la visión óptima depende de la capacidad del cerebro para ejecutar estos movimientos muy pequeños», dijo el Dr. Victor.
