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miércoles | 23 abril | 2025
Tradicionalmente, se ha considerado que las regiones visuales del cerebro funcionan de manera similar a una cámara de seguridad: recopilan información sensorial del mundo exterior para luego enviarla a áreas cerebrales superiores, como la corteza prefrontal, donde se lleva a cabo el análisis y la toma de decisiones.
Bajo esta perspectiva, los ojos y las áreas visuales del cerebro se conciben como un sistema que recoge datos y los procesa de forma estandarizada antes de pasarlos para su interpretación. Sin embargo, una nueva investigación liderada por la ingeniera biomédica y neurocientífica Nuttida Rungratsameetaweemana de la Universidad de Columbia ha desafiado esta concepción.
Este estudio pionero demuestra que las regiones visuales del cerebro desempeñan un papel activo y fundamental en la interpretación de la información visual, ya que modifican su actividad en función de las demandas cognitivas del momento.
Los hallazgos clave de este estudio revelan que la manera en que las regiones visuales procesan la información no es estática ni predeterminada. Por el contrario, la interpretación de lo que vemos está intrínsecamente ligada a la tarea específica en la que está involucrado el resto del cerebro.
Por ejemplo, el sistema visual podría interpretar la presencia de zanahorias en una bandeja de manera diferente si el contexto es una reunión informal o la preparación de una ensalada. Esta flexibilidad sugiere una comunicación bidireccional constante entre las áreas visuales y otras regiones cerebrales, donde las expectativas y los objetivos influyen en la forma en que se procesa la información sensorial.
Un descubrimiento crucial es la capacidad de las regiones visuales para adaptar su interpretación en tiempo real, al ajustar su actividad neuronal de acuerdo con las reglas de categorización que se presentaban a los participantes en el experimento. Esta adaptabilidad dinámica sugiere que el sistema visual no es un mero receptor pasivo, sino un intérprete activo que se ajusta a las necesidades cognitivas del momento.
Para llegar a estas conclusiones, los investigadores emplearon una metodología innovadora. Se pidió a participantes humanos que realizaran tareas de categorización de formas abstractas mientras su actividad cerebral era monitorizada mediante resonancia magnética funcional (fMRI).
Durante las sesiones de escaneo fMRI, las reglas para categorizar las formas se modificaban de manera sistemática. El objetivo era observar si la corteza visual, la parte del cerebro responsable del procesamiento de la información visual, alteraba la forma en que representaba las mismas formas en función de estas reglas cambiantes.
Las técnicas computacionales de análisis permitieron a los investigadores examinar los patrones de activación cerebral en respuesta a las diferentes formas y a las distintas reglas de categorización, y revelaron cómo el cerebro adapta su procesamiento visual según el contexto de la tarea.
Estos hallazgos tienen profundas implicaciones para nuestra comprensión del procesamiento visual en el cerebro. Desafían la visión tradicional que considera este proceso como una secuencia lineal y pasiva, donde la información fluye desde los ojos hacia áreas cerebrales superiores para su análisis final.
En cambio, los resultados de este estudio sugieren que el procesamiento visual es una red dinámica y adaptable, donde las regiones visuales, incluyendo las cortezas visuales primaria y secundaria, interactúan activamente con otras áreas cerebrales involucradas en la toma de decisiones y la flexibilidad cognitiva. La actividad en el sistema visual demostró ser altamente sensible al contexto de la tarea, cambiando con prácticamente cada nueva regla de categorización impuesta a los participantes.
Un hallazgo particularmente revelador fue que los patrones de activación cerebral en la corteza visual se volvieron más distintivos cuando una forma se encontraba cerca del límite entre dos categorías. Esto sugiere que la corteza visual no solo participa en la interpretación, sino que también puede desempeñar un papel directo en la resolución de tareas de categorización que requieren flexibilidad cognitiva.
Uno de los aspectos más novedosos y sorprendentes de este estudio es la evidencia que demuestra que incluso las áreas visuales primarias, las más cercanas a los ojos y tradicionalmente consideradas como procesadoras de información sensorial básica, están activamente involucradas en la interpretación y adaptan sus respuestas en función de la tarea en curso.
Esto contradice la idea de que estas áreas simplemente transmiten información "bruta" a centros cerebrales superiores para su posterior análisis. Además, la observación de patrones neuronales más claros en la corteza visual durante las tareas de categorización más difíciles, específicamente cuando las formas eran ambiguas y se situaban cerca del límite entre categorías, indica que el cerebro agudiza su procesamiento visual en momentos de mayor incertidumbre. Este hallazgo sugiere una capacidad inherente del sistema visual para optimizar su funcionamiento en respuesta a las demandas cognitivas.
Los descubrimientos de este estudio abren nuevas y emocionantes vías para futuras investigaciones y tienen importantes implicaciones prácticas. Una de las áreas más prometedoras es el diseño de sistemas de inteligencia artificial (IA) más adaptativos.
Al comprender la flexibilidad inherente al procesamiento visual humano, se podrían desarrollar modelos de IA que sean capaces de responder de manera más eficaz a situaciones nuevas o inesperadas, imitando la capacidad del cerebro para adaptar su interpretación de la información según el contexto.
Además, estos hallazgos podrían tener implicaciones significativas para la comprensión y el tratamiento de trastornos neurocognitivos como el Trastorno por Déficit de Atención e Hiperactividad (TDAH), en el que la flexibilidad cognitiva a menudo se ve comprometida.
Estudios futuros podrían explorar si las diferencias en la capacidad de las regiones visuales para adaptar su procesamiento contribuyen a las dificultades observadas en estos trastornos. Los científicos planean continuar explorando los mecanismos neuronales subyacentes a este fenómeno, la actividad a nivel de células individuales y circuitos neuronales para obtener una comprensión más detallada de cómo contribuyen a la toma de decisiones.
Las conclusiones del equipo de la Universidad de Columbia desafían la concepción tradicional de las regiones visuales como meros receptores pasivos de estímulos visuales, al demostrar su capacidad para interpretar y modificar su actividad en función de las demandas cognitivas.
El impacto potencial de estos descubrimientos abre un número considerable de posibilidades para el desarrollo de tecnologías de inteligencia artificial más sofisticadas y para mejorar la comprensión y tratamiento de trastornos neurocognitivos. Esta importante investigación subraya la complejidad y la eficiencia del cerebro humano, incluso en las etapas más tempranas del procesamiento sensorial.
