Un extraño fenómeno llamado enmascaramiento visual puede revelar la escala temporal de la percepción, pero los mecanismos subyacentes no se comprenden bien.
Los gráficos en color ilustran la actividad neuronal registrada en la corteza visual del ratón (V1); cada línea de marcas representa los picos de una neurona diferente; Aunque los investigadores pueden predecir el lado objetivo de la actividad neuronal con una precisión casi perfecta, los sujetos animales se equivocan en muchos ensayos enmascarados debido a la forma en que las regiones del cerebro aguas abajo de V1 procesan esta información. Crédito de la imagen: Gale y otra.
¿Alguna vez has deseado poder dejar de ver algo? Resulta que tu cerebro es capaz de hacer esto.
Desafortunadamente, es un superpoder limitado: en el enmascaramiento visual, no percibimos conscientemente una imagen si se muestra otra imagen en rápida sucesión.
Pero el momento de estas imágenes es importante. La primera imagen debe encenderse y apagarse rápidamente, y la segunda imagen debe seguirse rápidamente (del orden de 50 milisegundos) para que el enmascaramiento funcione.
Para ser claros, aunque la primera imagen no dura mucho en tu campo de visión, definitivamente es lo suficientemente larga como para que la notes sin la segunda imagen o máscara.
Los científicos descubrieron este fenómeno en el siglo XIX, pero por qué y cómo lo hace el cerebro humano sigue siendo un misterio.
«Esta es una observación interesante en la que lo que está presente en el mundo no se refleja con precisión en la percepción», dijo el Dr. Shawn Olsen, investigador del Instituto Allen.
«Al igual que otras ilusiones visuales, creemos que esto nos dice algo sobre la forma en que funciona el sistema visual y, en última instancia, sobre los circuitos neuronales que subyacen a la conciencia visual».
En su nuevo estudio, Olsen y sus colegas investigaron la ciencia detrás de esta extraña ilusión óptica y demostraron por primera vez que también ocurre en ratones.
Después de entrenar a las ratas para que informaran lo que veían, los investigadores también pudieron identificar una determinada región del cerebro necesaria para que funcionara la ilusión de enmascaramiento visual.
«Nuestro estudio reduce las partes del cerebro responsables de la conciencia del mundo que nos rodea», dijo el Dr. Christof Koch, también del Instituto Allen.
«¿Cuáles son los pasos entre la lluvia de fotones en tu retina y la conciencia real de lo que estás viendo?»
Cuando la lluvia de fotones llega a nuestras retinas, la información sigue un camino prescrito desde nuestros globos oculares, a través de varias regiones diferentes del cerebro, y termina en áreas de procesamiento superiores de la corteza, la capa arrugada más externa del cerebro.
A partir de estudios previos sobre enmascaramiento visual, los científicos saben que las neuronas de la retina y de partes del cerebro al comienzo de esta vía se activan incluso cuando una persona no es consciente de que está viendo una imagen. En otras palabras, tu cerebro ve cosas sin que tú lo sepas.
Para explorar dónde la sensación inconsciente se convierte en percepción y acción consciente, los científicos primero entrenaron a 16 ratas para que giraran una pequeña rueda LEGO en la dirección de una imagen que parpadea rápidamente a cambio de un premio si elegían la dirección correcta.
Luego agregaron una imagen de máscara diferente en ambos lados de la pantalla, directamente después de la imagen de destino.
Con la adición de la máscara, los animales ya no pudieron realizar la tarea correctamente, lo que implica que ya no eran conscientes de la imagen objetivo original.
Debido a que el enmascaramiento visual nunca antes se había probado en ratas, los autores tuvieron que crear la tarea para ellas, lo que significa que las imágenes y la forma en que se mostraban diferían de las utilizadas en estudios anteriores en humanos.
Para confirmar que la ilusión óptica que mostraron a los roedores es relevante para nosotros, la probaron también en 16 personas.
La percepción humana (o la falta de ella) y la percepción de las ratas de esta ilusión de enmascaramiento visual específica resultaron ser muy similares.
Luego, los investigadores utilizaron una técnica especial conocida como optogenética, que puede suprimir rápidamente la actividad de células o regiones enteras del cerebro con un destello de luz.
Dirigieron esta supresión a la corteza visual primaria del ratón, conocida por ser la primera parte de la corteza a través de la cual la información visual de los ojos ingresa a las áreas corticales superiores del cerebro.
Al apagar la corteza visual primaria en el instante en que se mostraba la imagen de enmascaramiento, pero después de la imagen objetivo, pudieron bloquear completamente el enmascaramiento visual: las ratas nuevamente identificaron correctamente la ubicación de la primera imagen, a pesar de que había un enmascaramiento presente.
Este resultado significa que la percepción consciente ocurre en la corteza visual o en áreas superiores de la corteza situadas debajo de ella.
«Esto encaja con la sensación general en el campo de que la corteza es el asiento de la percepción consciente en los mamíferos, incluidos nosotros», dijo el Dr.
Aunque el estudio restringió la región responsable de la percepción consciente a la corteza cerebral, todavía hay muchas áreas de la corteza que podrían estar involucradas.
Se necesitarían más estudios para silenciar estas otras regiones para probar su efecto en la tarea de enmascaramiento visual.
«Estamos empezando a trazar la línea donde ocurre el enmascaramiento», dijo Olsen.
«Creemos que este es un buen paradigma a seguir para rastrear otras regiones que escuchan la corteza visual primaria y esencialmente fusionan flujos de información objetivo y enmascarado en el cerebro».
oh descubrimientos fueron publicados en la revista Neurociencia de la Naturaleza.
_____
SD Gale y otra. El enmascaramiento inverso en ratones requiere corteza visual. Nat Neurosci, publicado en línea el 13 de noviembre de 2023; doi: 10.1038/s41593-023-01488-0
