La apariencia de los objetos puede cambiar. Por ejemplo, en tardes oscuras o con niebla, el contraste de los objetos disminuye, dificultando su distinción. Sin embargo, después de encontrarse repetidamente con objetos específicos, el cerebro puede identificar imágenes, incluso si son borrosas.

Examinando neuronas de la corteza visual

Hasta ahora, no se cuenta con una compresión completa del mecanismo exacto que contribuye a la percepción de objetos familiares de bajo contraste, una carencia que impulsó a un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas de Japón (NIPS) a explorar el mecanismo neuronal del cerebro que permite identificar imágenes familiares, incluso si no son claramente distinguibles o son borrosas.

cerebro identificar imágenes indistinguibles
La apariencia de los objetos puede cambiar. Por ejemplo, en tardes oscuras o con niebla, el contraste de los objetos disminuye, dificultando su distinción. Sin embargo, el cerebro puede distinguirlos.

En este estudio, los autores encontraron que en ratas, el número de neuronas en la corteza visual primaria (V1) que responden preferentemente a estímulos de bajo contraste aumenta después de experiencias repetidas.

En estas neuronas, los estímulos visuales de bajo contraste provocan respuestas más fuertes y los estímulos de alto contraste provocan respuestas más débiles. Estas neuronas que prefieren el bajo contraste muestran una actividad más evidente cuando las ratas perciben correctamente un objeto familiar de bajo contraste.

Estudios previos encontraron que la preferencia por estímulos visuales de bajo contraste en V1 se fortalece de una manera dependiente a la experiencia a fin de representar bien la información visual de bajo contraste. Los investigadores señalan que este mecanismo puede contribuir a la percepción de objetos familiares, incluso cuando son borrosas o no se distinguen.

Mayor respuesta al bajo contraste

Los resultados de los experimentos realizados, explican los investigadores, revelaron que la cantidad de neuronas que respondían a estímulos visuales de bajo contraste –en lugar de las de alto contraste– aumentaba en ratas que realizaban una tarea de discriminación de orientación visual después de experiencias repetidas.

El estudio encontró el número de neuronas en la corteza visual primaria que responden preferentemente a estímulos de bajo contraste aumenta después de experiencias repetidas.

Estas neuronas mostraron una actividad más fuerte cuando las ratas hacían la elección correcta. Estas neuronas representaron de manera eficiente estimulaciones de bajo contraste. Por tanto, la preferencia de bajo contraste en la actividad V1 puede contribuir a mejorar la discriminación visual de bajo contraste.

El Investigador Rie Kimura, afiliado a la División de Procesamiento de Información Visual del NIPS y coautor del estudio, se refirió a los resultados observados comentando:

“Esta representación flexible de la información puede permitir una percepción coherente de los objetos familiares con cualquier contraste. La flexibilidad de nuestro cerebro hace que nuestra sensación sea efectiva, aunque no sea consciente de ello”.

En cuanto a las posibles aplicaciones prácticas que pudieran generarse de estos hallazgos, los investigadores señalan que un modelo de red neuronal artificial podría reproducir la sensación humana incorporando no sólo las neuronas que prefieren el alto contraste, las generalmente consideradas hasta ahora, sino también las neuronas que prefieren el bajo contraste, el objetivo principal de esta investigación.

Referencia: The contribution of low contrast–preferring neurons to information representation in the primary visual cortex after learning. Sciences Advances, 2021. https://doi.org/10.1126/sciadv.abj9976

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