4.3: Visión- Procesamiento Central

Campos Visuales

Antes de aprender el camino que lleva la información visual desde la retina hasta la corteza, es necesario entender cómo la retina ve el mundo que nos rodea. El campo visual completo incluye todo lo que podemos ver sin mover la cabeza ni los ojos.

Figura 20.1. Los dos ojos juntos pueden ver todo el campo visual, que es todo el espacio visual que podemos ver sin mover la cabeza ni los ojos. 'Campo visual completo' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

El campo visual completo se puede dividir de varias maneras. Cada ojo individual es capaz de ver una porción, pero no todo, del campo visual.

Figura 20.2. Cada ojo individualmente puede ver solo una porción del campo visual completo. 'Single Eye Fields” por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

El campo visual completo también se puede dividir en los hemicampos derecho e izquierdo. Los hemicampos van desde el punto más periférico hasta el punto central, dividiendo el campo visual completo en dos regiones iguales. Ambos ojos están involucrados en la visualización de cada hemicampo. La fóvea separa la retina en dos secciones: la retina nasal y la retina temporal. La retina nasal es la porción medial que se ubica hacia la nariz. La retina temporal es la porción lateral que se ubica hacia las sienes y el lóbulo temporal. La retina nasal de un ojo junto con la retina temporal del otro ojo son capaces de ver un hemicampo completo.

Figura 20.3. El campo visual completo se puede dividir en hemicampos izquierdo y derecho. Ambos ojos contribuyen a ver estas regiones. La retina nasal del ojo izquierdo y la retina temporal del ojo derecho ven el hemicampo izquierdo. La retina nasal del ojo derecho y la retina temporal del ojo izquierdo ven el hemicampo derecho. 'Visual Hemifields' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Finalmente, el campo visual completo se puede separar en regiones monocular y binocular. Cada campo monocular es un espacio visual que solo puede ser visto por un ojo. La región binocular es un espacio visual que puede ser visto por ambos ojos.

Figura 20.4. Los campos visuales monoculares son vistos por un solo ojo y se localizan hacia la periferia del campo visual completo. El campo visual binocular es visto por ambos ojos y se localiza en el centro del campo visual completo. 'Campos monoculares y binoculares' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Camino al Cerebro

La información visual de cada ojo sale de la retina a través de los axones de las células ganglionares en el disco óptico, creando el nervio óptico. Antes de ingresar al cerebro, los axones de la porción nasal de cada retina cruzan la línea media en el quiasma óptico. Dado que los axones de la retina nasal cruzan hacia el lado opuesto del sistema nervioso pero los axones temporales de la retina no lo hacen, esto lleva a que el cerebro procese la entrada desde el hemicampo visual contralateral (lado opuesto). Por lo tanto, el lado derecho del cerebro recibe información visual del hemicampo izquierdo y viceversa.

Figura 20.5. La información de cada ojo es arrastrada lejos de la retina por el nervio óptico. La información percibida por las neuronas en la retina nasal de cada ojo cruza la línea media en el quiasma óptico. La información del hemicampo visual contralateral viaja luego al cerebro. 'Pathway from Retina' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Ver el nervio óptico (nervio craneal II) usando BrainFacts.org 3D Brain

El tracto óptico ingresa al cerebro y asciende a sinapsis en el núcleo geniculado lateral del tálamo. A partir de ahí, los axones se proyectan hacia la corteza visual primaria, también llamada corteza estriada o V1, ubicada en el lóbulo occipital.

Figura 20.6. Una sección horizontal del cerebro. El tracto óptico ingresa al cerebro y se proyecta dorsalmente hacia el tálamo. Luego se envía información a la corteza visual primaria en el lóbulo occipital. 'CNS Visual Pathway' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Figura 20.7. La información visual que se envía a través de la vía visual completa, por lo tanto, se mueve de fotorreceptor a célula bipolar a célula ganglionar en la retina. Sale de la retina a través del nervio óptico, quiasma óptico y tracto óptico hacia el núcleo geniculado lateral del tálamo y luego viaja a la corteza visual primaria. 'Visual Pathway' de Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Ver el tálamo usando el BrainFacts.org 3D Brain

Ver la corteza visual primaria usando BrainFacts.org 3D Brain

Campos Receptivos

A medida que la información se mueve de la retina a la corteza, los campos receptivos se vuelven más grandes y complejos. Los campos receptivos en el tálamo siguen siendo de forma circular como los campos receptivos de las neuronas retinianas. Sin embargo, una vez que la información llega a la corteza visual primaria, estos campos receptivos circulares se combinan para crear campos receptivos que son activados por líneas.

Figura 20.8. Los campos receptivos circulares ubicados en el tálamo se combinan para formar campos receptivos rectos en la corteza visual. La orientación de la dirección de la línea en la corteza visual depende de la ubicación de los campos talámicos retinianos. 'CNS Receptive Fields” por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Estos campos receptivos hacen que las neuronas de la corteza visual primaria respondan mejor a una línea en una orientación específica. La velocidad de disparo de la neurona aumentará a medida que la línea gira hacia la orientación “preferida”. La velocidad de disparo será más alta cuando la línea esté en la orientación exacta preferida. Diferentes orientaciones son preferidas por diferentes neuronas.

Figura 20.9. Las neuronas en la corteza visual primaria muestran mayores tasas de disparo en respuesta a una orientación de línea preferida. Las líneas giradas lejos de la orientación preferida no causarán actividad. 'CNS Receptive Field Responses' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Procesamiento de Información Sensorial de Nivel Superior

El procesamiento del sistema sensorial de entrada no termina al llegar a la corteza sensorial primaria en ningún sistema sensorial. La información generalmente se envía desde la corteza sensorial primaria a otras regiones de asociación sensorial en todo el cerebro. Las características de la información sensorial se vuelven más complejas a medida que se produce este procesamiento de nivel superior.

Procesamiento Post-Estriatal

En el sistema visual, hay dos amplios flujos de información que salen de la corteza estriada. La información que viaja desde la corteza visual primaria hacia abajo a través del lóbulo temporal inferior es responsable de determinar el reconocimiento de objetos, o qué es un objeto. La diferenciación entre una manzana y una persona ocurre en esta corriente. La información que viaja desde la corteza estriada a través del lóbulo parietal es responsable del movimiento o de los componentes espaciales de la visión.

Figura 20.10. La información continúa procesándose después de llegar a la corteza visual primaria. La corriente dorsal viaja a la corteza parietal y es importante para los componentes espaciales de la visión. La corriente ventral viaja al lóbulo temporal y es importante para el reconocimiento de objetos. 'Visual Streams' de Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Corriente Dorsal

Una de las regiones más importantes en la vía dorsal es la región MT, también llamada V5. En esta región, las neuronas son activadas preferentemente por una dirección específica de movimiento de un objeto —por ejemplo, de izquierda a derecha o de arriba a abajo. Como ejemplo, recuerde que los campos receptivos en la corteza visual primaria fueron activados por líneas en una orientación específica. Así, en V5, las neuronas serían activadas por líneas que se mueven en una dirección específica.

A medida que la información continúa procesándose a través de la corriente dorsal, las neuronas se vuelven selectivas para movimientos más complejos. La corriente dorsal también es importante para procesar nuestras acciones en respuesta a la estimulación visual, por ejemplo, alcanzar un objeto en el campo visual o navegar alrededor de los objetos mientras caminamos.

Figura 20.11. El área MT, también llamada V5, es una región de procesamiento temprano de la corriente dorsal a través del lóbulo parietal. Las neuronas en la región se activan por la dirección de un objeto en una dirección específica. 'Area MT' de Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Corriente Ventral

La identificación de objetos es una función clave de nuestro sistema visual. El flujo visual ventral es el responsable de este proceso. Al igual que las características de activación más complejas de la región MT en la corriente dorsal, las neuronas en el Área V4 en la corriente ventral muestran campos receptivos más complejos y muestran sensibilidad a la identificación de forma y color. A medida que la información visual continúa procesándose a través del lóbulo temporal inferior, se produce la diferenciación de los objetos. Por ejemplo, en una región llamada área de la cara fusiforme, ubicada en la circunvolución fusiforme, que se encuentra en el aspecto ventral del lóbulo temporal, las neuronas son activadas por caras y pueden especializarse en una cara específica.

Figura 20.12. La corriente ventral es procesada primero por el área V4, que reconoce formas y color. La información continúa a través del lóbulo temporal inferior y envía información a regiones como la circunvolución fusiforme, que es un área responsable del reconocimiento de rostros. 'Corriente ventral' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

El lóbulo temporal inferior también realiza conexiones recíprocas con las estructuras del sistema límbico. El sistema límbico juega un papel importante en el procesamiento de las emociones y la memoria, siendo ambos componentes significativos de la percepción visual. La amígdala vincula los estímulos visuales con las emociones y aporta valor a los objetos. Un miembro de la familia tendrá lazos emocionales que un extraño no tendrá. El hipocampo es responsable del aprendizaje y la memoria y ayuda a establecer recuerdos de estímulos visuales.

Figura 20.13. Las estructuras del sistema límbico, la amígdala y el hipocampo, también juegan un papel importante en el procesamiento visual. Ambas regiones están localizadas profundamente en el lóbulo temporal y tienen conexiones recíprocas con la corriente ventral a medida que se mueve a través del lóbulo temporal. 'Lobo Temporal Profundo' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Ver la amígdala usando el BrainFacts.org 3D Brain

Ver el hipocampo usando el BrainFacts.org 3D Brain

Vías no talámicas

Aunque la mayor parte de la producción retiniana se proyecta hacia el núcleo geniculado lateral del tálamo y luego hacia la corteza visual primaria, hay algunos axones que se proyectan hacia otras áreas del cerebro. Un subconjunto de células ganglionares retinianas especializadas se proyectan hacia el núcleo supraquiasmático del hipotálamo. Esta región es crítica para los ritmos circadianos y el ciclo sueño/vigilia. Otras neuronas retinianas envían axones al pretecto, una región del mesencéfalo que se comunica con los núcleos motores y es responsable del control pupilar. Finalmente, otras células ganglionares se proyectan hacia el colículo superior, otra región del mesencéfalo. Este camino es responsable de movimientos que orientarán la cabeza y los ojos hacia un objeto para enfocar el objeto en el centro del campo visual, la región de mayor agudeza visual.

Figura 20.14. Además del tálamo, las neuronas retinianas envían proyecciones a otras regiones del cerebro. El núcleo supraquiasmático (rosa) se localiza en el hipotálamo y es importante para los ritmos biológicos. El pretecto (azul claro) es una estructura mesencéfalo que juega un papel en el control muscular de la pupila. Finalmente, la retina se proyecta hacia el colículo superior (azul), otra región del mesencéfalo importante en los movimientos oculares y de cabeza. También se muestra el núcleo geniculado lateral del tálamo (verde). 'Pistas de retina no talámicas' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Ver el hipotálamo usando el BrainFacts.org 3D Brain

Ver el mesencéfalo usando el BrainFacts.org 3D Brain

Claves para llevar

• Las regiones de la retina nasal y temporal son responsables de ver regiones específicas del campo visual
• Algunas proyecciones retinianas cruzan la línea media en el quiasma óptico, haciendo que el lado izquierdo del cerebro procese el hemicampo visual derecho y viceversa
• Sinapsis de axones retinianos en el núcleo geniculado lateral del tálamo. La información luego viaja a la corteza visual primaria
• Los campos receptivos y los estímulos visuales preferidos para la activación de neuronas se vuelven más complejos a medida que la información se mueve a través de la vía visual
  • Las células retinianas y las neuronas talámicas tienen campos receptivos circulares con envolvente inhibitorio
  • Las neuronas primarias de la corteza visual tienen campos receptivos lineales que se activan por una línea en una orientación específica
  • El área MT/V5 se activa por movimiento en una dirección específica
  • El área V4 se activa mediante formas y colores específicos
  • El giro fusiforme es activado por caras
• La retina también se proyecta a regiones del mesencéfalo

¡Ponte a prueba!

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Versión en video de la lección

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