Las ilusiones ópticas juegan con los prejuicios del cerebro, engañándolo para que perciba imágenes de manera diferente a como son en realidad. Y ahora, en ratones, los científicos han aprovechado una ilusión óptica para revelar ideas ocultas sobre cómo el cerebro procesa la información visual.
La investigación se centró en la ilusión de difusión del color neón, que incorpora patrones de líneas finas sobre un fondo sólido. Partes de estas líneas son de un color diferente (como el verde lima, en el ejemplo anterior) y el cerebro percibe estas líneas como parte de una forma sólida con un borde distinto (un círculo, en este caso). La forma cerrada también parece más brillante que las líneas que la rodean.
Está bien establecido que esta ilusión hace que el cerebro humano se llene falsamente y perciba un contorno y un brillo inexistentes, pero ha habido un debate continuo sobre lo que sucede en el cerebro cuando esto sucede. Ahora, por primera vez, los científicos han demostrado que la ilusión funciona en ratones, y esto les permitió observar el cerebro de los roedores para ver qué está pasando.
Específicamente, se acercaron a una parte del cerebro llamada corteza visual. Cuando la luz llega a nuestros ojos, se envían señales eléctricas a través de los nervios a la corteza visual. Esta región procesa esos datos visuales y los envía a otras áreas del cerebro, permitiéndonos percibir el mundo que nos rodea.
La corteza visual está formada por seis capas de neuronas que se numeran progresivamente como V1, V2, V3, etc. Cada capa es responsable de procesar diferentes características de las imágenes que llegan a los ojos, con las neuronas V1 manejando la primera y más básica capa de datos, mientras que las otras capas pertenecen a las “áreas visuales superiores”. Estas neuronas son responsables de un procesamiento visual más complejo que las neuronas V1.
Hasta ahora, los científicos han debatido hasta qué punto las neuronas V1 responden al brillo ilusorio, como el brillo que la gente percibe cuando mira la ilusión de propagación del color neón. En una serie de experimentos de laboratorio con ratones, los investigadores han demostrado que estas neuronas desempeñan un papel fundamental en este proceso y que su actividad también se ve atenuada por la retroalimentación de las neuronas V2. Entonces hay una andanada de ida y vuelta entre estas diferentes capas de la corteza visual. Este conocimiento puede reforzar nuestra comprensión de la conciencia, dijeron los investigadores en un artículo publicado el 23 de abril en la revista Nature Communications.
“La relación observada entre V1 y V2 en el procesamiento de la ilusión implica que la conciencia es un proceso de arriba hacia abajo”, en contraposición a un proceso de abajo hacia arriba, dijo el coautor Masataka Watanabe, profesor asociado en el departamento de innovación de sistemas de la Universidad de Tokio, a Live Science en un correo electrónico.
El procesamiento de arriba hacia abajo se refiere a la forma en que nuestro cerebro interpreta nuestro entorno teniendo en cuenta experiencias previas, en lugar de depender únicamente de estímulos visuales. Por el contrario, el procesamiento ascendente puro tomaría las diferentes características de una imagen y las uniría como piezas de un rompecabezas, creando una imagen coherente sin información de la memoria de una persona.
Otros estudios han dado a entender que la conciencia es un proceso de arriba hacia abajo, pero este estudio con ratones proporciona evidencia directa de ello, dijo Watanabe. Sin embargo, la respuesta no es blanca o negra, ya que algunos argumentan que la conciencia probablemente surge de una mezcla de ambos.
¿Cuál es la nueva evidencia? En el estudio, a los ratones se les mostró una combinación de ilusiones de colores neón y otros patrones de apariencia similar que no desencadenaban la ilusión. Al mismo tiempo, Watanabe y sus colegas midieron la actividad de las neuronas en el cerebro de los roedores con electrodos implantados.
El equipo también midió si los ratones veían las ilusiones como brillantes al evaluar cuánto se dilataban o contraían las pupilas de sus ojos. Esta respuesta coincidió con la observada en los humanos cuando percibimos cambios en los niveles de luz.
Las neuronas V1 responden tanto a imágenes ilusorias como a no ilusorias, pero tardan más en responder a las primeras. Esto respalda la teoría de que las neuronas V1 necesitan retroalimentación de áreas visuales superiores para procesar este tipo de ilusiones, informó el equipo.
Luego, los investigadores intentaron inhibir experimentalmente la actividad de las neuronas del área visual superior y descubrieron que las neuronas V1 tenían menos probabilidades de responder a las ilusiones. Esto proporcionó una prueba más de que se necesita un circuito de retroalimentación de nivel superior para percibir la ilusión.
En el futuro, el equipo planea realizar más estudios en los que analizarán la actividad de las neuronas del área visual superior en ratones, dijo Watanabe. Esperan que esto arroje más luz sobre los mecanismos neuronales que subyacen a la conciencia en ratones y, por extensión, en humanos.
Fuente: Live Science.
