Peculiaridades en el reconocimiento de objetos por las neuronas
(NC&T) Puede parecer extraño, pero los ojos humanos nunca ven la misma imagen dos veces. Un objeto como un gato puede producir innumerables impresiones en la retina, dependiendo de la dirección de la mirada, el ángulo de visión, la distancia y otros factores. Cada vez que nuestros ojos se mueven, el patrón de la actividad neuronal cambia pero nuestra percepción del gato permanece estable.
Esta estabilidad en la percepción es fundamental para nuestra habilidad de reconocer objetos. Parece fácil, pero es un desafío esencial para la neurociencia computacional.
Los científicos quieren entender cómo nuestros cerebros adquieren la estabilidad en la percepción y cómo podrían incorporarla en los sistemas de visión computarizada.
Una posible explicación podría deducirse del hecho de que nuestros ojos tienden a moverse con rapidez (aproximadamente tres veces por segundo), considerando que los objetos físicos normalmente cambian más despacio. Por consiguiente, diferentes patrones de actividad en rápida sucesión a menudo reflejan imágenes diferentes del mismo objeto. ¿Puede el cerebro tomar ventaja de esta simple regla para aprender a desarrollar la estabilidad en la percepción?
Ejemplo de estímulo usado por Li y DiCarlo. (Foto: Nuo Li y James DiCarlo, McGovern Institute for Brain Research at MIT)
En un trabajo anterior, DiCarlo y sus colegas pusieron a prueba esta idea de la "contigüidad temporal" en los humanos creando un mundo visual alterado en el que la regla normal no se aplicaba. Un objeto aparecía en la visión periférica, pero cuando los ojos se movían para examinarlo, se cambiaba por otro diferente. Aunque los sujetos no percibieron el cambio, pronto empezaron a confundir los dos objetos, lo que concuerda con la hipótesis de la contigüidad temporal.
En el nuevo estudio, DiCarlo y Nuo Li buscaron entender los mecanismos del cerebro responsables de este efecto. Ellos hicieron que unos monos miraran en un entorno artificialmente preparado, alterado de manera semejante a como se hizo en el anterior estudio, mientras grababan la actividad de las neuronas en la corteza temporal inferior, un área cerebral visual de alto nivel donde se piensa que se produce la estabilidad en la percepción de los objetos. Las neuronas de esta área del cerebro "prefieren" ciertos objetos y responden a ellos sin tener en cuenta en qué área del campo visual aparecen.
Después de que los monos pasaron un tiempo en ese "mundo" alterado, sus neuronas de la corteza temporal inferior se confundieron, igual que los humanos anteriores. Por ejemplo, la neurona del barco de vela prefería los veleros en cualquier ubicación, excepto en la ubicación de cambio, donde aprendió a preferir las tazas de té. Cuanto más tiempo duró la manipulación, mayor fue la confusión, exactamente tal como se predijo por la hipótesis de la contigüidad temporal.
