¿Cómo crea nuestro cerebro una imagen coherente cuando miramos diferentes objetos?

Cuando miramos algo, las diferentes propiedades de la imagen se procesan en diferentes regiones del cerebro. Pero, ¿cómo hace nuestro cerebro una imagen coherente a partir de una representación tan fragmentada? Una nueva revisión de Pieter Roelfsema arroja luz sobre dos hipótesis existentes en el campo.

Cuando abrimos los ojos, inmediatamente vemos lo que hay allí. La eficiencia de nuestra visión es un logro notable de la evolución. La facilidad introspectiva con la que percibimos nuestro entorno visual enmascara la sofisticada maquinaria de nuestro cerebro que respalda la percepción visual. La imagen que vemos es analizada rápidamente por una jerarquía compleja de regiones cerebrales corticales y subcorticales.

Jerarquía de nuestro sistema visual

Las neuronas en las regiones cerebrales de bajo nivel extraen características básicas como la orientación de las líneas, la profundidad y el color de los elementos de la imagen local. Envían la información a varias áreas cerebrales de nivel medio. Las neuronas en estas áreas codifican otras características, como la dirección del movimiento, el color y los fragmentos de forma.

Las neuronas en las áreas de nivel medio envían la información a niveles aún más altos para un análisis aún más abstracto de la escena visual. Las neuronas en estos niveles superiores codifican la categoría de objetos e incluso la identidad de individuos específicos. Por lo tanto, cada objeto visual activa una representación compleja que es transportada por un gran conjunto de neuronas a través de muchas regiones del cerebro.

Una pregunta importante es cómo las representaciones distribuidas y fragmentadas de objetos en muchas áreas del cerebro visual pueden conducir a una percepción unificada de objetos contra un fondo. Esta revisión se centra en este llamado «problema vinculante».

El problema de enlace se produce si hay varios objetos. Cada uno de los objetos activa un patrón de neuronas en muchas regiones del cerebro y en tal representación puede no ser evidente qué características pertenecen a uno de los objetos y cuáles pertenecen a los otros. ¿Qué proceso une las características en representaciones de objetos coherentes?

La teoría de la sincronización resulta ser incorrecta

Pieter Roelfsema dice: «Cuando procesamos información visual, nuestras celdas solo miran una pequeña sección de la imagen general. Obtienes una paleta de celdas que se enfocan en diferentes fragmentos. No hay una celda donde se reúna esta información. pensó que la sincronización de las células era importante para resolver el problema de la unión».

«Se pensó que las células que codifican las características del mismo objeto sincronizan su actividad en un ritmo. Las células que codifican las características de otro objeto se sincronizarían en un ritmo diferente. Muchos científicos han invertido tiempo y energía en esta teoría, pero ahora sabemos que funciona de otra manera».

“Resulta que enfocamos nuestra atención en un objeto a la vez. Estas neuronas que codifican las características del objeto atendido no necesitan sincronizarse, pero su actividad aumenta. Es posible observar varios objetos al mismo tiempo, pero determinar qué propiedades pertenecen a uno de los objetos requiere atención».

«Cuando hay varios objetos sobre la mesa, a menudo no nos preocupamos activamente por qué propiedades pertenecen a qué objeto. Sin embargo, cuando queremos agarrar una de las cosas, dirigimos nuestra atención a ese objeto y solo entonces la agrupación de imágenes propiedades se vuelve relevante».

«Por lo tanto, el problema de la unión no se resuelve con la sincronización, sino con un aumento de la activación de las células. Muchos científicos aún creen en la teoría de la sincronización, aunque sabemos desde hace años que es incorrecta. Esta nueva revisión enumera las pruebas a favor y en contra de las dos. teorías vinculantes”.

El artículo se publica en la revista Neurona.

Proporcionado por el Instituto Holandés de Neurociencia – KNAW