La Visión es el sentido del que más dependemos en nuestra vida diaria, y es compleja: a pesar de los enormes avances realizados recientemente en inteligencia artificial y procesamiento de imágenes, la forma en que nuestros cerebros procesan las imágenes es enormemente superior. Entonces, ¿cómo lo hacemos?

del ojo al cerebro

los axones de las células ganglionares salen de la retina para formar el nervio óptico, que viaja a dos lugares: el tálamo (específicamente, el núcleo geniculado lateral, o LGN) y el colículo superior. El LGN es el principal relé para que la información visual de la retina llegue a la corteza., A pesar de esto, la retina solo representa alrededor del 20% de todas las entradas a la LGN, y el resto proviene del tronco cerebral y la corteza. Así que más que simplemente actuar como un relé básico para la entrada visual de la retina a la corteza, el LGN es en realidad la primera parte de nuestra vía visual que puede ser modificada por estados mentales.

el colículo superior nos ayuda a controlar dónde se mueven la cabeza y los ojos, y así determina hacia dónde dirigimos nuestra mirada. Saccades, los movimientos nerviosos de los ojos que estás usando mientras lees este texto, también son controlados por el colículo superior., Al igual que con el LGN, el colículo superior recibe una fuerte entrada de la corteza, que proporciona el comando dominante en cuanto a dónde se mueve nuestra mirada.

procesamiento Cortical de la entrada visual

desde el tálamo, la entrada visual viaja a la corteza visual, ubicada en la parte posterior de nuestros cerebros. La corteza visual es una de las partes más estudiadas del cerebro de los mamíferos, y es aquí donde los elementos básicos de nuestra visión – detección de contraste, color y movimiento – se combinan para producir nuestra rica y completa percepción visual.,

La mayoría de los investigadores creen que el procesamiento visual en la corteza se produce a través de dos «flujos» distintos de información. Una corriente, a veces llamada La Vía What (púrpura en la imagen de abajo), está involucrada en el reconocimiento e identificación de objetos. La otra corriente, a veces llamada el camino donde (verde), se refiere al movimiento y la ubicación del objeto, y por lo tanto es importante para el comportamiento guiado visualmente.,

Selket / Wikimedia

construyendo nuestro mundo visual paso a paso

nuestra corteza visual no es uniforme, y se puede dividir en varias subregiones distintas. Estas subregiones están ordenadas jerárquicamente, con características visuales simples representadas en áreas ‘ inferiores ‘y características más complejas representadas en áreas’ superiores’.

en la parte inferior de la jerarquía está la corteza visual primaria, o v1. Esta es la parte de la corteza visual que recibe la entrada del tálamo., Las neuronas en V1 son sensibles a señales visuales muy básicas, como la orientación de una barra o la dirección en la que se mueve un estímulo. En humanos y gatos (pero no en roedores), las neuronas sensibles a la misma orientación se encuentran en columnas que abarcan todo el grosor de la corteza.

es decir, todas las neuronas dentro de una columna responderían a una barra horizontal (pero no vertical u oblicua). En una columna vecina, todas las neuronas responderían a barras oblicuas pero no horizontales o verticales (Ver imagen abajo)., Además de esta selectividad por la orientación, las neuronas a lo largo de la mayor parte de V1 responden solo a la entrada de uno de nuestros dos ojos. Estas neuronas también están dispuestas en Columnas, aunque son distintas de las columnas de orientación. Esta disposición ordenada de las propiedades visuales en la corteza visual primaria fue descubierta por David Hubel y Torsten Wiesel en la década de 1960, por lo que más tarde fueron galardonados con el Premio Nobel.

columnas de orientación en la corteza visual primaria, como se ve desde arriba., Todas las neuronas dentro de una columna responden preferentemente a barras de una orientación específica, denotadas aquí por el color. Crair et als / Wikimedia

subiendo en la jerarquía visual, las neuronas representan características visuales más complejas. Por ejemplo, en V2, el siguiente área en la jerarquía, las neuronas responden a contornos, texturas y la ubicación de algo en primer plano o fondo.

Más allá de V1 y V2, las vías que llevan qué y dónde la información se dividen en regiones cerebrales distintas., En la parte superior de la jerarquía es la corteza temporal inferior (IT), que representa objetos completos, incluso hay una parte de ella, llamada área de la cara fusiforme, que responde específicamente a las caras. Las regiones superiores de la corriente Where participan en tareas como guiar los movimientos oculares (saccades) utilizando la memoria de trabajo e integrando nuestra visión con nuestra posición corporal (por ejemplo, al alcanzar un objeto).

En resumen, la corteza visual muestra una clara disposición jerárquica. En las áreas más bajas (las más cercanas a la luz entrante, como V1), las neuronas responden a características visuales simples., A medida que la entrada visual se abre paso en la jerarquía, estas características simples se combinan para crear características más complejas, hasta que en la parte superior de la jerarquía, las neuronas pueden representar objetos visuales completos, como una cara.

El procesamiento Visual no es todo de una sola manera

Este procesamiento de abajo hacia arriba de nuestro mundo visual puede parecer el camino lógico, pero no es toda la historia. Tal enfoque «de abajo hacia arriba» sería demasiado lento y laborioso, pero lo más importante, haría que nuestro mundo visual estuviera lleno de ambigüedad y lucharíamos por sobrevivir., En cambio, nuestra percepción depende en gran medida de nuestra experiencia previa y otros mecanismos «de arriba hacia abajo» como la atención. Los profesores de QBI Jason Mattingley y Stephen Williams están estudiando cómo la atención puede alterar el procesamiento visual, utilizando enfoques cognitivos y celulares, respectivamente.

como ejemplo de procesamiento de arriba hacia abajo, considere la siguiente imagen:

Wuhazet-Henryk Żychowski

El Cuadrado A se ve más claro, pero en realidad es más oscuro que el cuadrado B. claramente, nuestro sistema visual está haciendo un trabajo terrible para ver la realidad., Pero ese no es su propósito. En cambio, nuestros cerebros están tratando de dar sentido a lo que están viendo, en lugar de buscar la verdad.

en el caso de la imagen anterior, vemos automáticamente – según la experiencia pasada – cuadrados claros y oscuros dispuestos en forma de tablero de ajedrez, con una parte iluminada centralmente y una sombra alrededor de los bordes. Con toda esta información, interpretamos A como un cuadrado claro en sombra, y B como un cuadrado oscuro brillantemente iluminado. No es la realidad, pero es la explicación más probable dada toda nuestra experiencia previa y los datos a mano., Así es como funciona nuestro sistema visual, en última instancia para ayudarnos a entender el mundo y así promover nuestra supervivencia.

Aquí están los cuadrados uno al lado del otro:

y para terminar, solo porque es divertido, aquí hay un video con una gran demostración y explicación de lo poderoso que puede ser el procesamiento de arriba hacia abajo en la percepción visual.