Hace casi 30 años, los científicos demostraron que reconocer visualmente un objeto, como una copa, y realizar una acción guiada visualmente, como levantar la copa, implicaba distintos procesos neuronales, ubicados en diferentes áreas del cerebro. Un nuevo estudiomuestra que lo mismo es cierto para la forma en que el cerebro percibe nuestro entorno: tiene dos sistemas distintos, uno para reconocer un lugar y otro para navegar a través de él.
El Revista de Neurociencia publicó el hallazgo realizado por investigadores de la Universidad de Emory, basado en experimentos que utilizan imágenes de resonancia magnética funcional fMRI. Los resultados mostraron que el área del lugar parahippocampal del cerebro respondió más fuertemente a una tarea de reconocimiento de escena mientras que el área del lugar occipital respondió más a una navegacióntarea.
El trabajo podría tener implicaciones importantes para ayudar a las personas a recuperarse de las lesiones cerebrales y para el diseño de sistemas de visión por computadora, como los autos sin conductor.
"Es emocionante saber qué están haciendo las diferentes regiones del cerebro", dice Daniel Dilks, autor principal del estudio y profesor asistente de psicología en Emory. "Aprender cómo la mente tiene sentido de toda la información que estamosbombardeado cada día es una de las más grandes búsquedas intelectuales. Se trata de entender lo que nos hace humanos ".
Al ingresar a un lugar y reconocer dónde se encuentra, ya sea una cocina, un dormitorio o un jardín, ocurre instantáneamente y casi simultáneamente puede recorrerlo.
"La gente asumió que estas dos funciones cerebrales estaban mezcladas: que reconocer un lugar siempre era relevante para la navegación", dice el primer autor Andrew Persichetti, que trabajó en el estudio como un estudiante graduado de Emory. "Mostramos que eso no es cierto,que nuestro cerebro tiene sistemas dedicados y disociables para cada una de estas tareas. Es notable que cuanto más nos fijamos en el cerebro, más sistemas especializados encontramos: nuestros cerebros han evolucionado para ser súper eficientes ".
Persichetti, quien recibió su doctorado de Emory y ahora trabaja en el Instituto Nacional de Salud Mental, explica que un interés en la filosofía lo llevó a la neurociencia. "Immanuel Kant dejó en claro que si no podemos entender la estructura denuestra mente, la estructura del conocimiento, no nos vamos a entender completamente a nosotros mismos, o incluso mucho sobre el mundo exterior, porque eso se filtra a través de nuestros procesos perceptivos y cognitivos ", dice.
El laboratorio de Dilks se enfoca en mapear cómo la corteza visual está organizada funcionalmente. "Somos criaturas visuales y la mayoría del cerebro está relacionado con el procesamiento de información visual, de una forma u otra", dice Dilks.
Los investigadores se han preguntado desde finales de 1800 por qué las personas que sufren daño cerebral a veces experimentan extrañas consecuencias visuales. Por ejemplo, alguien podría tener una función visual normal en todos los sentidos, excepto la capacidad de reconocer rostros.
No fue hasta 1992, sin embargo, que David Milner y Melvyn Goodale salieron con un artículo influyente que delinea dos sistemas visuales distintos en el cerebro. La corriente ventral, o el lóbulo temporal, está involucrado en el reconocimiento de objetos y la corriente dorsal,o el lóbulo parietal, guía una acción relacionada con el objeto.
En 1997, Nancy Kanwisher y sus colegas del MIT demostraron que una región del cerebro está especializada en la percepción de la cara: el área de la cara fusiforme o FFA. Solo un año después, el laboratorio de Kanwisher delineó una región neural especializada en lugares de procesamiento, el parahippocampalárea de lugar PPA, ubicada en la corriente ventral.
Mientras trabajaba como becario postdoctoral en el laboratorio Kanwisher, Dilks dirigió el hallazgo de una segunda región del cerebro especializada en lugares de procesamiento, el área del lugar occipital u OPA, ubicada en el flujo temporal.
Dilks estableció su propio laboratorio en Emory el mismo año en que se publicó el descubrimiento, en 2013. Una de las primeras preguntas que quería abordar era por qué el cerebro tenía dos regiones dedicadas a los lugares de procesamiento.
Persichetti diseñó un experimento para probar la hipótesis de que el procesamiento de lugares estaba dividido en el cerebro de manera similar al procesamiento de objetos. Usando el software del juego de simulación de vida SIMS, creó tres imágenes digitales de lugares: un dormitorio, una cocina y unsala de estar. Cada habitación tenía un camino que la atravesaba y salía por una de las tres puertas.
Se pidió a los participantes del estudio en el escáner fMRI que fijaran su mirada en una pequeña cruz blanca. En cada prueba, apareció una imagen de una de las habitaciones, centrada detrás de la cruz. Se les pidió a los participantes que imaginaran que estaban parados en la habitacióne indique presionando un botón si era un dormitorio, una cocina o una sala de estar. En ensayos separados, también se les pidió a los mismos participantes que imaginaran que estaban caminando por el camino continuo a través de la misma habitación e indicaran si podían salira través de la puerta a la izquierda, en el centro o a la derecha.
Los datos resultantes mostraron que las dos regiones del cerebro se activaron selectivamente dependiendo de la tarea: el PPA respondió más fuertemente a la tarea de reconocimiento mientras que el OPA respondió más fuertemente a la tarea de navegación.
"Si bien es increíble que podamos demostrar que diferentes partes de la corteza son responsables de diferentes funciones, es solo la punta del iceberg", dice Dilks. "Ahora que entendemos lo que están haciendo estas áreas del cerebro, queremossaber exactamente cómo lo están haciendo y por qué están organizados de esta manera "
Dilks planea realizar pruebas causales en las dos áreas de procesamiento de escenas. La estimulación magnética transcraneal repetitiva, o rTMS, es una tecnología no invasiva que se puede conectar al cuero cabelludo para desactivar temporalmente el OPA en los participantes de la salud y comprobar si alguien puedenavegar sin ella
La misma tecnología no se puede utilizar para desactivar el PPA, debido a su ubicación más profunda en el lóbulo temporal. El laboratorio Dilks planea reclutar participantes que sufran una lesión cerebral en la región PPA para evaluar cualquier efecto sobre su capacidad para reconocer escenas.
Las aplicaciones clínicas para la investigación incluyen una guía más precisa para los cirujanos que operan en el cerebro y mejores métodos de rehabilitación cerebral.
"Mi objetivo final es aplicar ingeniería inversa a los procesos visuales del cerebro humano y replicarlo en un sistema de visión por computadora", dice Dilks. "Además de mejorar los sistemas robóticos, un modelo de computadora podría ayudarnos a comprender mejor la mente humana".y cerebro "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Ciencias de la salud de Emory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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