Fantasmas luminosos: así consigue el cerebro que no veamos el mundo como un caos

El mundo no es exactamente como lo vemos . A simple vista, nos parece un lugar estable, continuo, perfectamente definido… Pero lo que todos nosotros percibimos a través de la vista es, en gran medida, una magistral ilusión elaborada por nuestro cerebro. Y es que nuestros ojos no funcionan como una cámara de cine, que está fija sobre un trípode, sino que saltan de un lado a otro varias veces por segundo en movimientos rápidos y violentos que los científicos denominan ‘sacadas’ o ‘movimientos sacádicos’.Si hiciéramos lo mismo con las cámaras de nuestros teléfonos móviles, el vídeo resultante sería un mareante caos de imágenes borrosas y saltos abruptos. De hecho, y dado que el ojo proyecta el mundo directamente sobre la retina, deberíamos ver cómo la escena visual cambia bruscamente cada vez que nuestros ojos se mueven. El mundo debería parecernos inestable , un terremoto visual constante. Y sin embargo, no es así, porque el cerebro utiliza mecanismos increíblemente sofisticados para asegurarse de que eso no ocurra. ¿Pero cómo lo logra? La respuesta parece estar en los fantasmas. Fantasmas visuales, por supuesto.Un nuevo estudio recién publicado en ‘ Science Advances ‘, en efecto, ha encontrado que esas manchas luminosas que todos vemos después de mirar una luz brillante (las llamadas ‘postimágenes’) ofrecen una ventana única para comprender cómo el cerebro consigue esa milagrosa estabilidad. El trabajo ha sido llevado a cabo por los investigadores Richard Schweitzer, Thomas Seel, Jörg Raisch y Martin Rolfs, todos ellos miembros del Clúster de Excelencia ‘ Science of Intelligence ‘ en Berlín, en estrecha colaboración con otras instituciones europeas.Noticia relacionada general No No Así se organiza el cerebro para pasar de una a más de 170.000 millones de neuronas José Manuel NievesAsí, y utilizando esas postimágenes como herramienta experimental, los investigadores trataron de medir con exactitud cómo el cerebro predice las consecuencias que los movimientos oculares que él mismo provoca tendrán sobre nuestra visión. Y descubrieron que esas predicciones son extraordinariamente precisas, aunque están sujetas a errores sistemáticos y calculados. Errores que, como veremos, existen por una buena razón.Fantasmas en la retinaEl fenómeno de que las postimágenes nos sigan allí donde dirijamos la mirada no es nuevo. Ya fue documentado por el mismísimo Aristóteles hace más de dos milenios, y revela una disociación sorprendente. Mientras que el mundo nos parece estable a pesar de que los movimientos oculares desplazan constantemente la realidad a través de la retina, las postimágenes parecen flotar y moverse a través de la escena, a pesar de que permanecen fijas e inmóviles en ella. La estabilidad visual y el movimiento aparente de estos ‘fantasmas’ luminosos podrían ser, por tanto, dos caras de la misma moneda: el intento desesperado de nuestro cerebro por justificar y procesar sus propios movimientos.Nuestros ojos no funcionan como una cámara de cine fija; saltan de un lado a otro varias veces por segundo en movimientos rápidos y violentos que los científicos denominan sacadasPara examinar a fondo estos mecanismos, los científicos tuvieron que aislar el cerebro de sus referencias habituales. Por eso, los experimentos se llevaron a cabo en la más absoluta oscuridad. En nuestra visión cotidiana, en efecto, la riqueza de lo que vemos proporciona una retroalimentación constante que ayuda al cerebro a calcular cada movimiento. Pero en la oscuridad, esa ‘ayuda’ no existe, y el cerebro está solo.Durante el experimento, los participantes se sentaban a oscuras y fijaban la vista en un destello brillante que creaba una fuerte postimagen. A continuación, miraban hacia una segunda fuente de luz, que se iluminaba brevemente. Una vez que la postimagen se hacía claramente visible en su campo de visión, aparecían luces de prueba en posiciones específicas, y los voluntarios debían indicar si el ‘fantasma’ luminoso parecía estar a la izquierda, a la derecha o perfectamente alineado con esas luces de prueba. Gracias a este ingenioso diseño y a técnicas de seguimiento ocular, los investigadores pudieron comparar dónde miraban realmente los participantes y dónde percibían la postimagen.Subestimando el cerebroLa conclusión es que, históricamente, la ciencia ha subestimado la capacidad del cerebro en este aspecto. De hecho, en investigaciones anteriores se estimó que el movimiento de la postimagen alcanzaba apenas entre el 50% y el 85% de la amplitud real del movimiento ocular. Otros estudios clásicos, como los de Bridgeman y Stark, hablaban de una ‘ganancia’ de apenas el 62,5%. Es decir, durante décadas se creyó que el cerebro calculaba bastante mal la distancia que recorrían los ojos y que subestimaba drásticamente el movimiento.El cerebro no espera a ver qué ocurre; utiliza una copia interna de la orden enviada a los músculos del ojo para predecir cómo cambiará la escena visual antes de recibir la nueva imagenPero el nuevo estudio arroja resultados muy diferentes y, sobre todo, mucho más precisos. Las postimágenes de hecho, seguían de cerca a los ojos: cuanto mayor era el movimiento ocular, más lejos parecía moverse la postimagen en el espacio. Aunque, extrañamente, esta coincidencia no era absoluta.«Como promedio -explica Richard Schweitzer, autor principal del estudio-, el desplazamiento percibido de la postimagen alcanzó aproximadamente el 94 por ciento del movimiento ocular real. En términos prácticos, la percepción sigue a los movimientos oculares muy de cerca, aunque no a la perfección».A esta pequeña diferencia del 6%, a este quedarse ligeramente corto en el cálculo, se le llama ‘hipometría’. Y lo más intrigante es que se mantuvo constante en todos los individuos y en diferentes direcciones y tamaños de movimientos oculares. Es decir, que no se trata de un error aleatorio o un fallo temporal del sistema; es una inexactitud sistemática en la predicción del cerebro.Predecir antes de ver¿Pero qué determina exactamente dónde aparece el fantasma luminoso? Para entenderlo mejor, podemos imaginar que enviamos un paquete por correo, pero antes de que llegue, avisamos por Whatsapp al destinatario de que el paquete está en camino. El cerebro hace algo muy similar, y lo hace con una señal llamada ‘copia de eferencia’.La eferencia es un proceso mediante el que tanto impulsos nerviosos como sangre, linfa u otras sustancias, son transportados desde un lugar central (como el sistema nervioso o un órgano) hacia la periferia.Lo que hicieron los investigadores fue demostrar que la percepción de la postimagen no depende de la información visual que recibe el ojo después de moverse. De hecho, hay pruebas sólidas de que el cerebro utiliza esa copia interna de la orden enviada a los músculos del ojo para predecir cómo debería modificar la escena visual. En otras palabras, esa señal le dice al cerebro: «los ojos acaban de moverse exactamente esta distancia», permitiendo a la percepción anticiparse a las consecuencias del movimiento en lugar de esperar pasivamente a que llegue nueva información visual para corregirse.Incluso cuando los investigadores jugaron con la mente de los participantes, induciendo una ‘adaptación sacádica’ (haciendo que los ojos acortaran sus movimientos a base de engañar al cerebro desplazando el objetivo), el pequeño ‘desajuste’ del 6% se mantuvo inquebrantable. Lo cual demostró que cuando los movimientos oculares cambian, la percepción cambia solidariamente con ellos, pero manteniendo siempre ese ligerísimo déficit.Un acierto evolutivo¿Y por qué esa obstinación en mantener ese margen de error? Puede que ese desajuste del 6% parezca una especie de ‘defecto de fábrica’, pero según los investigadores tiene todo el sentido del mundo desde el punto de vista de la evolución. En la naturaleza, los movimientos oculares rápidos suelen quedarse siempre un poco cortos respecto a su objetivo real. El cerebro, en su infinita sabiduría estadística, ha interiorizado esto a lo largo de la evolución. Asumiendo un entorno visual estable, si los ojos tienden a quedarse cortos de forma natural, es totalmente lógico esperar un cambio visual ligeramente menor. Lo que importa para nuestra supervivencia no es una precisión matemática milimétrica, sino que la percepción se mantenga confiablemente alineada con el movimiento de nuestros ojos.«Las postimágenes -concluye Schweitzer- se convierten en una herramienta útil para estudiar cómo el cerebro mantiene estable el mundo visual al predecir las consecuencias sensoriales de sus propios movimientos».MÁS INFORMACIÓN noticia Si El fin de un mito: los cuervos no siguen a los lobos, los esperan noticia Si La NASA volará hacia la Luna el 1 de abrilEl hallazgo está llamado a abrir nuevas fronteras más allá de la ciencia de la visión básica, y promete avances espectaculares en el diseño de robots más precisos, en la creación de entornos de realidad virtual inmersiva que no causen mareos y, por supuesto, en el ámbito clínico, ayudando a diagnosticar trastornos del movimiento ocular. El mundo no es exactamente como lo vemos . A simple vista, nos parece un lugar estable, continuo, perfectamente definido… Pero lo que todos nosotros percibimos a través de la vista es, en gran medida, una magistral ilusión elaborada por nuestro cerebro. Y es que nuestros ojos no funcionan como una cámara de cine, que está fija sobre un trípode, sino que saltan de un lado a otro varias veces por segundo en movimientos rápidos y violentos que los científicos denominan ‘sacadas’ o ‘movimientos sacádicos’.Si hiciéramos lo mismo con las cámaras de nuestros teléfonos móviles, el vídeo resultante sería un mareante caos de imágenes borrosas y saltos abruptos. De hecho, y dado que el ojo proyecta el mundo directamente sobre la retina, deberíamos ver cómo la escena visual cambia bruscamente cada vez que nuestros ojos se mueven. El mundo debería parecernos inestable , un terremoto visual constante. Y sin embargo, no es así, porque el cerebro utiliza mecanismos increíblemente sofisticados para asegurarse de que eso no ocurra. ¿Pero cómo lo logra? La respuesta parece estar en los fantasmas. Fantasmas visuales, por supuesto.Un nuevo estudio recién publicado en ‘ Science Advances ‘, en efecto, ha encontrado que esas manchas luminosas que todos vemos después de mirar una luz brillante (las llamadas ‘postimágenes’) ofrecen una ventana única para comprender cómo el cerebro consigue esa milagrosa estabilidad. El trabajo ha sido llevado a cabo por los investigadores Richard Schweitzer, Thomas Seel, Jörg Raisch y Martin Rolfs, todos ellos miembros del Clúster de Excelencia ‘ Science of Intelligence ‘ en Berlín, en estrecha colaboración con otras instituciones europeas.Noticia relacionada general No No Así se organiza el cerebro para pasar de una a más de 170.000 millones de neuronas José Manuel NievesAsí, y utilizando esas postimágenes como herramienta experimental, los investigadores trataron de medir con exactitud cómo el cerebro predice las consecuencias que los movimientos oculares que él mismo provoca tendrán sobre nuestra visión. Y descubrieron que esas predicciones son extraordinariamente precisas, aunque están sujetas a errores sistemáticos y calculados. Errores que, como veremos, existen por una buena razón.Fantasmas en la retinaEl fenómeno de que las postimágenes nos sigan allí donde dirijamos la mirada no es nuevo. Ya fue documentado por el mismísimo Aristóteles hace más de dos milenios, y revela una disociación sorprendente. Mientras que el mundo nos parece estable a pesar de que los movimientos oculares desplazan constantemente la realidad a través de la retina, las postimágenes parecen flotar y moverse a través de la escena, a pesar de que permanecen fijas e inmóviles en ella. La estabilidad visual y el movimiento aparente de estos ‘fantasmas’ luminosos podrían ser, por tanto, dos caras de la misma moneda: el intento desesperado de nuestro cerebro por justificar y procesar sus propios movimientos.Nuestros ojos no funcionan como una cámara de cine fija; saltan de un lado a otro varias veces por segundo en movimientos rápidos y violentos que los científicos denominan sacadasPara examinar a fondo estos mecanismos, los científicos tuvieron que aislar el cerebro de sus referencias habituales. Por eso, los experimentos se llevaron a cabo en la más absoluta oscuridad. En nuestra visión cotidiana, en efecto, la riqueza de lo que vemos proporciona una retroalimentación constante que ayuda al cerebro a calcular cada movimiento. Pero en la oscuridad, esa ‘ayuda’ no existe, y el cerebro está solo.Durante el experimento, los participantes se sentaban a oscuras y fijaban la vista en un destello brillante que creaba una fuerte postimagen. A continuación, miraban hacia una segunda fuente de luz, que se iluminaba brevemente. Una vez que la postimagen se hacía claramente visible en su campo de visión, aparecían luces de prueba en posiciones específicas, y los voluntarios debían indicar si el ‘fantasma’ luminoso parecía estar a la izquierda, a la derecha o perfectamente alineado con esas luces de prueba. Gracias a este ingenioso diseño y a técnicas de seguimiento ocular, los investigadores pudieron comparar dónde miraban realmente los participantes y dónde percibían la postimagen.Subestimando el cerebroLa conclusión es que, históricamente, la ciencia ha subestimado la capacidad del cerebro en este aspecto. De hecho, en investigaciones anteriores se estimó que el movimiento de la postimagen alcanzaba apenas entre el 50% y el 85% de la amplitud real del movimiento ocular. Otros estudios clásicos, como los de Bridgeman y Stark, hablaban de una ‘ganancia’ de apenas el 62,5%. Es decir, durante décadas se creyó que el cerebro calculaba bastante mal la distancia que recorrían los ojos y que subestimaba drásticamente el movimiento.El cerebro no espera a ver qué ocurre; utiliza una copia interna de la orden enviada a los músculos del ojo para predecir cómo cambiará la escena visual antes de recibir la nueva imagenPero el nuevo estudio arroja resultados muy diferentes y, sobre todo, mucho más precisos. Las postimágenes de hecho, seguían de cerca a los ojos: cuanto mayor era el movimiento ocular, más lejos parecía moverse la postimagen en el espacio. Aunque, extrañamente, esta coincidencia no era absoluta.«Como promedio -explica Richard Schweitzer, autor principal del estudio-, el desplazamiento percibido de la postimagen alcanzó aproximadamente el 94 por ciento del movimiento ocular real. En términos prácticos, la percepción sigue a los movimientos oculares muy de cerca, aunque no a la perfección».A esta pequeña diferencia del 6%, a este quedarse ligeramente corto en el cálculo, se le llama ‘hipometría’. Y lo más intrigante es que se mantuvo constante en todos los individuos y en diferentes direcciones y tamaños de movimientos oculares. Es decir, que no se trata de un error aleatorio o un fallo temporal del sistema; es una inexactitud sistemática en la predicción del cerebro.Predecir antes de ver¿Pero qué determina exactamente dónde aparece el fantasma luminoso? Para entenderlo mejor, podemos imaginar que enviamos un paquete por correo, pero antes de que llegue, avisamos por Whatsapp al destinatario de que el paquete está en camino. El cerebro hace algo muy similar, y lo hace con una señal llamada ‘copia de eferencia’.La eferencia es un proceso mediante el que tanto impulsos nerviosos como sangre, linfa u otras sustancias, son transportados desde un lugar central (como el sistema nervioso o un órgano) hacia la periferia.Lo que hicieron los investigadores fue demostrar que la percepción de la postimagen no depende de la información visual que recibe el ojo después de moverse. De hecho, hay pruebas sólidas de que el cerebro utiliza esa copia interna de la orden enviada a los músculos del ojo para predecir cómo debería modificar la escena visual. En otras palabras, esa señal le dice al cerebro: «los ojos acaban de moverse exactamente esta distancia», permitiendo a la percepción anticiparse a las consecuencias del movimiento en lugar de esperar pasivamente a que llegue nueva información visual para corregirse.Incluso cuando los investigadores jugaron con la mente de los participantes, induciendo una ‘adaptación sacádica’ (haciendo que los ojos acortaran sus movimientos a base de engañar al cerebro desplazando el objetivo), el pequeño ‘desajuste’ del 6% se mantuvo inquebrantable. Lo cual demostró que cuando los movimientos oculares cambian, la percepción cambia solidariamente con ellos, pero manteniendo siempre ese ligerísimo déficit.Un acierto evolutivo¿Y por qué esa obstinación en mantener ese margen de error? Puede que ese desajuste del 6% parezca una especie de ‘defecto de fábrica’, pero según los investigadores tiene todo el sentido del mundo desde el punto de vista de la evolución. En la naturaleza, los movimientos oculares rápidos suelen quedarse siempre un poco cortos respecto a su objetivo real. El cerebro, en su infinita sabiduría estadística, ha interiorizado esto a lo largo de la evolución. Asumiendo un entorno visual estable, si los ojos tienden a quedarse cortos de forma natural, es totalmente lógico esperar un cambio visual ligeramente menor. Lo que importa para nuestra supervivencia no es una precisión matemática milimétrica, sino que la percepción se mantenga confiablemente alineada con el movimiento de nuestros ojos.«Las postimágenes -concluye Schweitzer- se convierten en una herramienta útil para estudiar cómo el cerebro mantiene estable el mundo visual al predecir las consecuencias sensoriales de sus propios movimientos».MÁS INFORMACIÓN noticia Si El fin de un mito: los cuervos no siguen a los lobos, los esperan noticia Si La NASA volará hacia la Luna el 1 de abrilEl hallazgo está llamado a abrir nuevas fronteras más allá de la ciencia de la visión básica, y promete avances espectaculares en el diseño de robots más precisos, en la creación de entornos de realidad virtual inmersiva que no causen mareos y, por supuesto, en el ámbito clínico, ayudando a diagnosticar trastornos del movimiento ocular.  

El mundo no es exactamente como lo vemos. A simple vista, nos parece un lugar estable, continuo, perfectamente definido… Pero lo que todos nosotros percibimos a través de la vista es, en gran medida, una magistral ilusión elaborada por nuestro cerebro. Y es … que nuestros ojos no funcionan como una cámara de cine, que está fija sobre un trípode, sino que saltan de un lado a otro varias veces por segundo en movimientos rápidos y violentos que los científicos denominan ‘sacadas’ o ‘movimientos sacádicos’.

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