¿Por qué las imágenes de cosas que hemos visto pueden parecer tan reales cuando las recordamos? Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Ciencias de la Salud Cedars-Sinai arroja luz sobre la respuesta. La investigación muestra que las mismas neuronas cerebrales se activan cuando imaginamos algo y cuando lo percibimos. Este estudio, liderado por Cedars-Sinai, es el primero en proporcionar una comprensión detallada del mecanismo compartido que subyace a la percepción visual y la creación de imágenes mentales en el cerebro humano. Fue publicado en la revista Science.
“Generamos una imagen mental de un objeto que hemos visto antes reactivando las células cerebrales que utilizamos para verlo en primer lugar”, dijo Ueli Rutishauser, Ph.D., director del Centro de Neurociencia y Medicina y profesor de Neurocirugía, Neurología y Ciencias Biomédicas en la Universidad de Ciencias de la Salud Cedars-Sinai, y coautor principal del estudio.
“Nuestro estudio reveló el código que utilizamos para recrear las imágenes”.
Los hallazgos proporcionan una base biológica para la imaginación visual, un proceso que también es fundamental para las artes creativas.
“Una mayor comprensión de este proceso neuronal tiene el potencial de abrir caminos hacia el desarrollo de nuevas terapias para el trastorno de estrés postraumático, el trastorno obsesivo-compulsivo y otras afecciones mentales que implican imágenes vívidas incontroladas”, dijo Adam Mamelak, MD, director del Programa de Neurocirugía Funcional y profesor de Neurocirugía en Cedars-Sinai, y coautor del estudio.
Para llevar a cabo el estudio, los investigadores pidieron a 16 adultos con epilepsia, a quienes se les habían implantado temporalmente electrodos en el cerebro para diagnosticar sus convulsiones, que vieran una serie de imágenes de rostros y objetos. Tras visualizarlas, se pidió a un subgrupo de participantes que imaginaran esas mismas imágenes de memoria. Mientras tanto, los investigadores registraron la actividad eléctrica de cientos de neuronas individuales en el cerebro de cada participante.
Cuando los pacientes visualizaban las imágenes, se activaban neuronas en su giro fusiforme, un área del cerebro esencial para el procesamiento visual de alto nivel, especialmente para los rostros. En el 80% de las neuronas con respuesta visual registradas en el estudio, los investigadores descubrieron los aspectos de las imágenes a los que reaccionaban, revelando así su código neuronal. Cuando los pacientes imaginaron posteriormente las imágenes, aproximadamente el 40% de estas neuronas se reactivaron utilizando el mismo código, recreando así el patrón de actividad que se produjo durante la visualización inicial de las imágenes.
“Las herramientas avanzadas de inteligencia artificial fueron fundamentales para nuestra investigación en todas las etapas”, dijo Varun Wadia, doctor, científico postdoctoral en el laboratorio de Rutishauser y primer autor del estudio.
“Utilizamos redes neuronales visuales profundas para crear descripciones numéricas de objetos y así comprender el código neuronal. Posteriormente, verificamos dicho código mediante inteligencia artificial generativa para crear imágenes nunca antes vistas y predecir correctamente las respuestas del cerebro a estas imágenes”.
Esta investigación se basa en el trabajo de Doris Y. Tsao, doctora de la Universidad de California, Berkeley, quien es coautora principal del estudio. Ella identificó el código neuronal para el reconocimiento de objetos en primates no humanos. El presente estudio revela que el mismo código neuronal está presente en los humanos y que explica la imaginación visual.
“Estos hallazgos respaldan la idea de que imaginar y ver comparten un código neuronal común y pueden tener implicaciones importantes para la comprensión de los trastornos psiquiátricos caracterizados por alteraciones en las imágenes mentales y la discriminación de la realidad”, dijo Hermon Gebrehiwet, DrPH, responsable de programas en los Institutos Nacionales de Salud.
Aún queda por determinar qué desencadena la reactivación neuronal que descubrieron los investigadores, y cómo los recuerdos conducen a la reactivación del subconjunto preciso de neuronas necesarias, según indicaron.
Fuente: Phys.org.
