Nuevos enfoques para el estudio de la visión tanto desde la perspectiva neurobiológica como con miras al desarrollo tecnológico de sistemas de visión artificial: ese es el resultado clave del proyecto de investigación realizado por SISSA The International School for Advanced Studies en colaboración conel Istituto Italiano di Tecnologia IIT de Rovereto y publicado en la revista científica eLife . Específicamente, el estudio muestra por primera vez que el procesamiento progresivo de la señal visual subyacente al reconocimiento de objetos humanos se implementa de manera similar en el cerebro de la rata, extendiendo así la gama de técnicas experimentales desde la genética hasta la biología molecular y la electrofisiología que puedenaplicarse al estudio de la visión.
"Los seres humanos pueden reconocer una cara o un objeto en unas pocas decenas de milisegundos, a pesar de que pueden aparecer en nuestra retina de infinitas formas, debido a variaciones de brillo, tamaño, orientación y posición dentro del campo visual. Esta capacidad, conocida como reconocimiento visual invariante de objetos, es una de las propiedades fundamentales de la visión de alto nivel y se debe al procesamiento progresivo de la señal visual a través de una secuencia específica de áreas visuales corticales ”, explicó Davide Zoccolan, director del SISSA.laboratorio de neurociencia visual y responsable del proyecto de investigación. "En nuestro estudio, hemos demostrado la existencia de un mecanismo de procesamiento similar en roedores, lo que abre la posibilidad de estudiar los circuitos neuronales subyacentes utilizando una amplia gama de técnicas experimentales: moleculares, genéticas, electrofisiológico, etc., ya utilizado en estos animales ".
El laboratorio de Zoccolan ya había demostrado en una serie de estudios de comportamiento que los roedores son capaces de realizar tareas de reconocimiento visual de objetos de alto nivel ". En este nuevo estudio, registramos la actividad de cientos de neuronas pertenecientes a cuatro áreas corticales visuales diferentes,desde la corteza visual primaria hasta el área visual más profunda de la corteza temporal, durante una secuencia precisa de estímulos visuales ", continuó el neurocientífico. Estos estímulos consistieron en una secuencia de 380 imágenes obtenidas al presentar 10 objetos diferentes de 38 formas diferentes, con variaciones de brillo, orientación o tamaño. Los objetos fueron elegidos con el fin de abarcar un amplio espectro de propiedades visuales. Algunos de ellos eran reproducciones digitales de objetos reales, como una cara o un teléfono, mientras que otros eran objetos abstractos utilizados en estudios de comportamiento anteriores.la imagen se presentó durante 250 milisegundos, más que suficiente para el reconocimiento visual de objetos ".
Las señales registradas son complejas y difíciles de analizar, por lo que fue fundamental la colaboración con Stefano Panzeri, director del laboratorio de computación neuronal ITT en Rovereto y uno de los principales expertos en el desarrollo de algoritmos para la comprensión del código neuronal utilizandoteoría de la información y aprendizaje automático.
"Hemos observado que, a medida que nos movemos de la corteza visual primaria al área más profunda de la corteza temporal, se pierde información sobre la luz y el contraste, mientras que la señal se vuelve cada vez más invariable para las transformaciones de objetos individuales y cada vez más discriminante de la identidad delos objetos, de la misma manera que ocurre en los primates ", concluyó Zoccolan." Es un hallazgo significativo, como lo demuestra el artículo de comentario publicado por la revista ". eLife junto con nuestro trabajo, que abre nuevas vías para el estudio de la visión de alto nivel y su desarrollo, como lo hace para la evolución de los sistemas de visión artificial ".
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Materiales proporcionado por Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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