Una explosión repentina, crujidos y luces intermitentes. En un abrir y cerrar de ojos, te das cuenta de que los sonidos y las luces se unen, miras hacia abajo y ves petardos en la acera. El cerebro humano es sorprendentemente eficiente en el procesamiento de información multisensorial. Sin embargo, todavía no sabemos cómo resuelve la tarea aparentemente simple de decidir si el sonido y la luz se unen o no ". Encontrar una correspondencia entre los sentidos no es un problema trivial", dice el Dr. Cesare Parise, que trabaja en CITEC.en el grupo de investigación de Neurociencias Cognitivas. Parise, quien también está activo en el Instituto Max-Planck de Cibernética Biológica, es el autor principal del nuevo estudio, que escribió junto con el profesor Dr. Marc Ernst, quien realizó investigaciones en la Universidad de Bielefeld a través deMarzo de 2016. "A pesar de originarse de los mismos eventos físicos, la información visual y auditiva se procesa en vías neuronales en gran parte independientes y, sin embargo, sin esfuerzo aparente, podemos instantáneamentey digo qué señales pertenecen juntas.Tal tarea sería un desafío, incluso para los robots más avanzados ".
Para comprender cómo los humanos combinan la información visual y auditiva, los voluntarios acordaron participar en un experimento de percepción en el que observaron secuencias aleatorias de clics y destellos. Después de cada secuencia, tenían que informar si el sonido y la luz se unían perceptivamente juntos, y qué señal apareció primero. Los análisis estadísticos revelaron que las respuestas humanas se determinaron sistemáticamente por la similitud es decir, la correlación de las secuencias temporales de los clics y los destellos. "Este es un hallazgo muy importante", dice el profesor March Ernst, "no solo porque muestra que el cerebro usa la correlación temporal de sonido y luz para detectar si están relacionados físicamente o no, sino también porque abre una pregunta aún más intrigante: ¿cómo detecta el cerebro la correlación a través de los sentidos? "
Para responder a esta pregunta, Parise y Ernst utilizaron modelos computacionales y simulaciones por computadora, e identificaron un mecanismo neuronal elemental que podría replicar estrechamente la percepción humana. Tal mecanismo, llamado Detector de correlación multisensorial, monitorea los sentidos y busca similitudes correlación a través de señales visuales y auditivas: si los estímulos tienen una estructura temporal similar, el cerebro concluye que pertenecen juntos e integra los estímulos. Sorprendentemente, este mecanismo es sorprendentemente similar a los detectores de movimiento encontrados en el cerebro del insecto.
"Esto es emocionante porque muestra que el cerebro explota sistemáticamente las estrategias de procesamiento de propósito general, que pueden implementarse en dominios muy diferentes de percepción donde la correlación entre las señales es una característica clave, como la percepción del movimiento visual, 3-Percepción D usando disparidades binoculares, audición binaural y ahora procesamiento multisensorial. Además, tales mecanismos de correlación se pueden encontrar en especies animales muy diferentes, desde insectos hasta vertebrados, incluidos humanos ", dice el profesor Marc Ernst, quien acaba de aceptar una nueva posición.en la Universidad de Ulm. Para probar aún más la generalización de este modelo, Parise y Ernst ejecutaron simulaciones por computadora adicionales, donde utilizaron el modelo Detector de correlación multisensorial para replicar varios hallazgos previos sobre los aspectos temporales y espaciales de la percepción multisensorial. Sin más cambios, elEl mismo modelo demostró ser capaz de replicar la percepción humana en todos los estudios simulados, y mostró el mismorestricciones temporales y espaciales de la percepción multisensorial encontradas en humanos.
"En la última década hemos descubierto que el cerebro integra información multisensorial de una manera estadísticamente óptima. Sin embargo, la naturaleza de los mecanismos neuronales subyacentes hasta ahora ha desafiado la explicación científica adecuada", dice el Dr. Cesare Parise. "Este estudio marcaun hito en nuestra comprensión de la percepción humana, ya que proporciona por primera vez un mecanismo general capaz de explicar una gran variedad de hallazgos en la percepción multisensorial ".
"Este resultado tiene un gran potencial de aplicación", dice el Dr. Parise, quien acaba de aceptar un nuevo puesto como científico investigador en Oculus VR Facebook: "Una comprensión profunda del procesamiento multisensorial abre nuevas perspectivas clínicas para los síndromes neurológicos asociados condeficiencias multisensoriales, como el trastorno del espectro autista y la dislexia. Además, nuestro modelo computacional podría implementarse fácilmente para su uso en robots y percepción artificial ".
El Departamento de Neurociencia Cognitiva de la Facultad de Biología está afiliado al Cluster of Excellence Cognitive Interaction Technology CITEC en la Universidad de Bielefeld. El enfoque del Departamento de Neurociencia Cognitiva está en la percepción multisensorial humana, la integración sensoriomotora, el aprendizaje perceptual y el humano-interacción con la máquina. El Departamento de Neurociencia Cognitiva combina la experimentación psicofísica humana con el modelado computacional. Actualmente consta de 15 miembros de una variedad de antecedentes disciplinarios diferentes, incluyendo biología, ciencia cognitiva, psicología, medicina, física e ingeniería.
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Materiales proporcionado por Universitaet Bielefeld . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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