15.9D: Procesamiento de información visual
- Page ID
- 57002
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
Al insertar un electrodo en una sola célula ganglionar, se demostró (por Stephen W. Kuffler) que
- Incluso en la oscuridad, las células ganglionares tienen una velocidad de disparo lenta y constante.
- La luz difusa dirigida sobre la retina tiene poco efecto sobre esta tasa.
- Pero una pequeña mancha de luz que cae sobre una pequeña área circular de la retina puede aumentar en gran medida la velocidad de disparo de algunas células ganglionares (izquierda) mientras
- una mancha dirigida alrededor del perímetro de tal área "on" suprime esa célula ganglionar (centro).
- La luz que brilla en ambas áreas no produce ningún efecto (derecha).
- Otras células ganglionares tienen un área central "off" rodeada por un área "on"”.
Dos asociados de Kuffler, David H. Hubel y Torsten N. Wiesel insertaron electrodos en estas áreas pero en lugar de dirigir la luz hacia el ojo, proyectaron imágenes en una pantalla frente al animal (un gato o mono anestesiado). Usando este procedimiento, encontraron que
- las células del núcleo geniculado lateral (LGN) responden aproximadamente de la misma manera que lo hacen las células ganglionares; es decir, a puntos circulares de luz.
- Pero las células en la corteza visual que reciben entrada de la LGN ya no responden a círculos de luz sino solo a barras de luz (u oscuridad) o a bordes de línea recta entre áreas oscuras y claras.
- Una de estas “células corticales simples” solo responderá cuando el estímulo se dirija a un área particular de la pantalla y en un ángulo específico. Sin embargo, una posición ineficaz para una de estas células corticales es una posición efectiva para otra.
El diagrama muestra este mecanismo mediante el cual las áreas circulares de respuesta de las células ganglionares y LGN pueden convertirse en las áreas de respuesta rectangulares que se encuentran en las células de la corteza visual. Otras celdas (“células corticales complejas”) todavía quieren que sus bordes estén orientados en una dirección, pero los bordes ahora se pueden mover a través de la pantalla. Como muestra la figura, esto se puede explicar si un conjunto de células corticales simples responden todas a un borde de la misma pendiente pero cada una responsable de una parte diferente del campo visual convergen en una sola “célula cortical compleja”. Así, estas complejas células corticales continúan respondiendo al estímulo a pesar de que cambia su posición absoluta sobre la retina.
Si bien estos estudios proporcionan solo la más mínima visión del funcionamiento del cerebro, proporcionan algunas pistas de lo que se encontrará:
- En cada paso del procesamiento, las entradas de una serie de interneuronas se canalizan en una sola salida.
- Entonces, en cada paso, parte de la información es destruida selectivamente.
- Una célula cortical simple, por ejemplo, se dispara solo si varias células LGN que convergen en ella están simultáneamente activas. De lo contrario, la excitación se extingue en las sinapsis.
- De esta manera, cada nivel del cerebro actúa como un dispositivo filtrante y, al hacerlo, proporciona un mecanismo mediante el cual se pueden discriminar ciertas características de lo que podría ser un estímulo muy complejo.
- Entonces, en lugar de responder a impulsos particulares en circuitos particulares, el cerebro de los mamíferos parece responder a la organización espacial y temporal de muchos impulsos que pasan a lo largo de muchos circuitos convergentes.
La importancia de estos estudios fue reconocida por la concesión de un Premio Nobel en 1981 a Hubel y Wiesel (demasiado tarde para Kuffler, quien murió en 1980).