Texto publicado por Miguel de Portugalete

Neurología.

Estudian el viaje de las imágenes en movimiento hacia el cerebro.

“Toda la información visual entra por el ojo, va a la retina, ésta convierte
esa imagen en impulsos eléctricos que viajan por el nervio óptico hasta el
tálamo y de ahí se proyecta a la corteza visual”, un proceso que parece
fácil de describir pero que supone una serie de aristas que aún están por
descubrirse y que motivan el trabajo de investigadores como la Dra. María
José Escobar, profesora del Departamento de Electrónica de la Universidad
Santa María en Chile.

Ingeniero Civil Electrónico, con un Doctorado en Procesamiento de Imágenes y
Señales, fue orientando su investigación a un área que le entusiasma y
desafía a plantearse nuevas preguntas: la Neurociencia. Se enfocó
particularmente en la información del movimiento visual y comenzó a
desarrollar modelos de neuronas que emulan áreas de la corteza visual que
intervienen en este proceso, denominadas V1 y MT, ubicadas en el lóbulo
occipital.

V1 es el área que recibe la primera información visual y posee una gran
cantidad de células. “Cada una de ellas procesa una parte del campo visual,
lo que vemos es el conjunto de lo que estas células están viendo. A su vez,
algunas de ellas miran el color, otras el contraste, la textura y el
movimiento que ocurre en ese trozo de imagen”, explica la Dra. María José
Escobar. Así, para lograr el proceso completo, en forma paralela se están
haciendo diversos análisis a nivel de la corteza visual.

Escobar acaba de finalizar el desarrollo de un proyecto Fondecyt en el que
centró su investigación justamente en aquellas células que procesan el
movimiento, donde existe una problemática que se denomina Apertura, que se
refleja en “cómo lo que vemos no puede inferirse a partir de la respuesta de
una sola célula, sino que se necesita integrar la información completa de la
red”, explica.

Distintos ejemplos con los que trabaja la Dra. Escobar muestran cómo al
juntar dos objetos que se mueven en distintas direcciones o en distinta
forma estos crean las denominadas “ilusiones ópticas”, que son percibidas a
partir de lo que reciben las dos cortezas visuales, siendo que una capta un
movimiento, y la otra uno distinto, y que como resultado nos hacen percibir
una nueva imagen.

María José Escobar, profesora del Departamento de Electrónica de la
Universidad Santa María. (Foto: USM)

De las dos áreas involucradas, V1 y MT, esta última incorpora información
que viene de la primera: “V1 recibe la información visual y a nivel de MT se
completa la percepción”. En su proyecto buscó determinar qué tipo de
interacciones existen entre las células de ambas áreas visuales para que
esto se resuelva.

Finalmente, “esa interacción puede ser la responsable de que uno vea el
mundo como lo ve, porque uno percibe las cosas de una forma pero la
información que llega al sistema visual es otra. Entonces esto en algún
punto se tiene que corregir”, agrega la Dra. Escobar.

Específicamente, la investigadora se enfocó en una interacción: “la
respuesta de lo que ve una célula se modula de acuerdo al entorno en que
está inmersa”. En ese entorno intervienen la luminosidad, el contraste y los
colores. “Para el proyecto construimos una red de células de V1 y MT y al
hacer las pruebas la información de entrada (estímulo) y la de percepción es
distinta. Después miramos lo que pasó en la red a nivel de interacción entre
estas neuronas y cómo interviene el entorno para lograr una respuesta a
nivel de MT alineada con la percepción”.

En ese sentido, la hipótesis del modelo fue que la interacción de periferia
de las células V1, que es la primera capa visual, es la responsable del
cambio de percepción. “Para probar la hipótesis lo que hicimos fue entrenar,
con algoritmos genéticos, ciertas respuestas conocidas de la capa MT, y lo
que obtuvimos fueron dos cosas: que el contorno (supresión de periferia)
inhibe la célula, y que la configuración de cómo se forma el contorno no
depende de las características puntuales de las células de V1, sino de un
efecto global (top down)”.

Entonces, explica la investigadora, “hay un área en la corteza visual que se
ubica por sobre V1 y que le indica que tiene adoptar esas formas, y todas
las células de V1 se modulan con el mismo contorno para obtener esa
percepción de movimiento. El efecto global no depende de cada célula puntual
sino que todas las que forman la corteza V1”.

Un nuevo proyecto Fondecyt adjudicado permitirá continuar la investigación.
En este contexto, la retina juega un rol importante en el entendimiento de
la visión: “hace pocos años se descubrió que es mucho más inteligente de lo
que se pensaba, ya que hace una gran cantidad de pre cómputos hacia la
corteza visual que antes no habían podido medirse. La información que sale
de la retina se proyecta a varias vías visuales a través del tálamo, incluso
hay proyecciones directas a áreas de “alto nivel” relacionadas con el
procesamiento de la dirección del movimiento”, explica la profesora.

En ese sentido, una de las hipótesis que guiará la nueva investigación es
que “en la retina hay células que son capaces de resolver el problema de la
Apertura antes, “avisándole” a la corteza visual para que esta se prepare
para lo que va a recibir y eso hace que este proceso sea rápido y eficiente”,
explica. Entonces se trata de encontrar las células ganglionares no
estándares que tienen que ver con el procesamiento del movimiento y
velocidad de la retina, “en lo que aplicaremos conceptos de fisiología a
nuestro modelo. Lo que estamos buscando es el entendimiento del sistema
visual, como está organizado”, finaliza Escobar. (Fuente: USM/