Neurociencia

Descubren un área del cerebro crucial para reconocer eventos visuales

Los investigadores del National Eye Institute (NEI) informan que una región del cerebro en el surco temporal superior (fSTS) es crucial para procesar y tomar decisiones sobre la información visual. Los hallazgos, que podrían proporcionar pistas para tratar las afecciones visuales causadas por un accidente cerebrovascular, aparecen en la revista Neuron . NEI es parte de los Institutos Nacionales de Salud.

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«El sistema visual humano reconoce, prioriza y categoriza los objetos y eventos visuales para proporcionar información procesable», dijo Richard Krauzlis, Ph.D., jefe de la Sección de NEI sobre Movimientos oculares y Atención Selectiva y autor principal del estudio. «Nos sorprendió saber que el fSTS es un vínculo crucial en este proceso de construcción de historias, pasando información de una región evolutivamente antigua en el mesencéfalo a regiones altamente especializadas de la corteza visual».

La atención visual comienza en el mesencéfalo

Si bien los aspectos del procesamiento visual comienzan en el ojo, los pasos cruciales en la atención visual comienzan en el colículo superior, una parte del mesencéfalo que maneja una variedad de información sensorial. El trabajo anterior en el laboratorio de Krauzlis mostró que la actividad neuronal en el colículo superior es necesaria para que el cerebro note un evento en el campo visual y decida que es significativo.

Para estudiar la atención visual, los investigadores trabajan con monos entrenados para completar tareas específicas de atención visual. Mientras fijan sus ojos en un punto en línea recta, los monos prestan atención o ignoran específicamente los eventos que ocurren en la periferia visual, en este caso, un parche de puntos en movimiento que cambia de dirección, ya sea en el lado derecho o izquierdo de su campo visual. El colículo superior se activa fuertemente cuando los monos están prestando atención al evento visual, y menos cuando lo ignoran.

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Krauzlis y sus colegas describieron el descubrimiento del fSTS en un estudio publicado el año pasado con David Leopold, Ph.D., jefe de la Sección de Neurofisiología Cognitiva e Imágenes del Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH). Juntos hicieron que los monos completaran las tareas de atención visual dentro de una máquina funcional de imágenes por resonancia magnética (fMRI). Las imágenes de resonancia magnética funcional revelaron que una región específica en la corteza temporal, más tarde llamada fSTS, estaba, como el colículo superior, fuertemente activada durante estas tareas de atención. Esto fue sorprendente porque aún no se sabía que esta región cortical fuera importante para la atención visual.

Dirigido por los coautores Amarender Bogadhi, Ph.D., y Leor Katz, Ph.D., el equipo de investigación diseñó una serie de experimentos para descubrir aún más el papel del fSTS en los circuitos de atención visual.

Los investigadores midieron directamente la activación de las neuronas fSTS en las áreas previamente reveladas por fMRI. Estas mediciones directas revelaron que no solo una gran proporción de la actividad neuronal fSTS depende del colículo superior, sino que estas neuronas utilizan información del colículo superior para representar información visual compleja.

Los investigadores se sorprendieron de que estas regiones de la corteza, que están involucradas en un procesamiento de alto nivel, sean tan dependientes de la información del mesencéfalo, dijo Krauzlis.

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Las neuronas fSTS se activaron en respuesta a eventos «atendidos» y cambios en el estímulo, y su actividad se correlacionó fuertemente con la probabilidad de que el mono informara haber visto un evento. Para eventos «ignorados», las neuronas fSTS fueron mucho más silenciosas. Cuando los investigadores amortiguaron el colículo superior, las neuronas fSTS mostraron menos distinción entre eventos asistidos e ignorados, con menor actividad para eventos asistidos y mayor actividad para eventos ignorados. En otras palabras, el fSTS depende del colículo superior para marcar qué eventos son importantes y cuáles no.

Los investigadores también encontraron que algunas neuronas fSTS se disparaban en respuesta a imágenes específicas, una propiedad que se encuentra solo en áreas del cerebro que manejan el procesamiento de alto nivel. Por ejemplo, algunas neuronas fSTS solo se activarían en respuesta a una imagen de una botella de agua, pero no a un estéreo o una imagen abstracta. Sin la contribución del colículo superior, muchas de estas neuronas específicas de objeto en el fSTS no se activaron en respuesta a su objeto favorito.

«Incluso en un animal como un ratón, que tiene un sistema visual bastante sofisticado, hay muchos atajos para interpretar lo que significan las cosas, manejando gran parte de eso en el colículo superior», dijo Krauzlis. «Pero en los humanos y otros primates, ese procesamiento se extiende y retrasa, pasando información del colículo superior a la corteza a través de esta región fSTS. Y creo que eso nos permite aprovechar una variedad más amplia de características visuales para ayudarnos a descubrir lo que significa un evento visual «.

Estos hallazgos son particularmente relevantes para una condición conocida como negligencia visual, que puede ocurrir en personas después de un derrame cerebral u otra lesión cerebral que afecta áreas del cerebro involucradas en la atención visual. Las personas con negligencia visual pueden ver todos los objetos y eventos en su campo visual, pero a menudo no son conscientes de los eventos en el lado afectado, especialmente cuando el campo visual está desordenado.

«La atención visual tiene que ver con la gestión interna de la información», dijo Krauzlis. «La conexión con el colículo superior es importante, porque creemos que podría estar actuando como un índice espacial, que le ayuda a realizar un seguimiento de la información que está tratando de procesar».

El estudio fue financiado a través de los programas intramuros del NEI y el NIMH.

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Fuentes y referencias

Fuente: NIH / National Eye Institute

Amarender R. Bogadhi, Leor N. Katz, Anil Bollimunta, David A. Leopold, Richard J. Krauzlis. La actividad del mesencéfalo da forma a las propiedades visuales de alto nivel en la corteza temporal de los primates . Neurona , 2020 DOI: 10.1016 / j.neuron.2020.11.023


 

 

Iván Pico

Iván Pico

Psicólogo colegiado G-5480. Graduado en Psicología. Diplomado en Ciencias Empresariales. Máster Oficial Universitario en Orientación Profesional. Máster en Psicología del Trabajo y las Organizaciones. Posgrado en Psicología Deportiva. Técnico Deportivo, futsal. Posgrado en Neuromarketing.

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