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jueves, 15 de septiembre de 2011

PROCESOS COGNITIVOS Y VISIÓN II: PERCEPCIÓN VISUAL


En este segundo capítulo haremos un breve resumen de la percepción visual que, aunque ya lo desarrollamos ampliamente en los capítulos de Percepción Visual, toca refrescar algún concepto que nos irá bien para adentrarnos en los procesos cognitivos de la visión.

Procesamiento de arriba-abajo y de abajo-arriba
Puntos y bordes
Uniéndolo todo
Reconocimiento visual
Lo que sabemos rige lo que vemos
El qué y el dónde

El ser humano se relaciona con el mundo a través de los sentidos, estos transfieren información, sensaciones, que pasan al cerebro y a través de su estructura funcional cognitiva procesa esa información, la interpreta y la convierte en percepción. El primer problema que tenemos es que la mayoría de estímulos sensoriales son ambiguos y pueden ocasionar hacer que la interpretación no sea correcta incluso errónea.
 
La percepción consiste en obtener información sobre el entorno y darle sentido, un sentido que depende de los procesos cognitivos y el conocimiento básico previo.

La percepción visual se caracteriza por un procesamiento que va desde la retina hasta las áreas corticales occipitales primarias, desde donde se bifurca en dos vías principales, la dorsal, que se dirige hacia los lóbulos parietales, especializada en “dónde” se localizan los objetos y, una segunda vía, ventral, que se dirige hacia los lóbulos temporales y que se encarga del reconocimiento e identificación de los objetos.

PROCESAMIENTO DE ARRIBA-ABAJO Y DE ABAJO-ARRIBA.
La mayoría de estructuras involucradas en el sistema visual, tienen una relación reciproca en sus conexiones, esto explica que el funcionamiento este organizado en mecanismos de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba. Los procesos de abajo hacia arriba están guiados por información sensitiva procedentes del entorno físico, mientras que los procesos de arriba hacia abajo, están guiados por elementos centrales, como nuestras creencias, conocimientos, etc. En la mayoría de casos se combinan ambos procesos.

La interpretación del mundo que nos rodea está determinada por la interacción de dos hechos fundamentales, la estructura biológica de nuestro cerebro y la experiencia que modifica dichas estructuras. Cada vez que miramos algo se genera una representación mental de esa parte del mundo exterior, una representación que se acumula en los centros de memoria y que se irá nutriendo de nuevas representaciones de esa misma parte del mundo, con distintos ángulos, puntos de mirada, cargas emotivas, etc y servirán como base al reconocimiento posterior de eso mismo o de algo semejante. Esto es especialmente importante en los niños, que van incrementando su “álbum” representacional en la medida que van explorando el entorno que les rodea. En los niños tiene una importancia adicional, referida al periodo crítico, periodo en el que se desarrolla la vía perceptual, un periodo de tiempo clave, de forma que si lo sobrepasamos puede que ciertas funciones procesales ya no puedan darse nunca más, debido a que no se aprendieron, no se desarrollaron durante este periodo inicial. Este proceso se relaciona con lo que conocemos como competición por la representación neural.

El mundo exterior penetra a través de los órganos sensoriales, en este caso la vista, y lo que detecta el ojo, primer elemento de la vía óptica, son: puntos, bordes, colores, formas, movimientos y texturas, es decir, atributos que todavía no son objetos pero que una vez combinados pueden definir los objetos que vemos, son los elementos con los que se construye la percepción.

PUNTOS Y BORDES.
Los foto-receptores de la retina confluyen en las células bipolares y estás en las células ganglionares, en sus campos receptores on-off, base de la percepción de bordes. Cuando la luz incide en el campo receptor, en su zona on, se produce la estimulación en ese punto del campo visual. Si la luz cae en su zona off, la célula se inhibe y no se percibe luz. En la mayoría de casos, estos campos receptores tienen una zona central redonda on y una zona periférica que circunda a la anterior, como un donut, que es el campo off. Si la luz incide sobre todo el campo receptor, on y off, la célula casi no se excita porque un campo neutraliza al otro. Con esta base conceptual se explica la detección de bordes, el fenómeno de ver más brillante el lado iluminado contiguo al borde y más oscuro el lado menos claro contiguo al borde, es una forma de realzar el borde, tal como se aprecia en la figura  y que se conoce como bandas de Mach, en honor al físico que las describió por primera vez en 1865. 



El sistema visual está especialmente diseñado para detectar bordes, que es donde hay información, desechando las zonas centrales uniformes, donde la información es escasa, es una forma de ahorrar energía. El sistema visual desecha información que no le es útil. 

La información que llega al cerebro alcanza la corteza visual primaria, que se encuentra organizada en hipercolumnas, módulos funcionales con una superficie aproximada de 1 x 2  mm y un espesor de 4 mm. Todas las células de una hipercolumna se activaran ante estímulos que se representen en una pequeña parte del campo visual. Las células de la siguiente hipercolumna responderán al input de la parte vecina del espacio visual. En cada hipercolumna hay una sensibilidad particular a la orientación de los bordes, así cada hipercolumna se dispara según una orientación en los bordes del estímulo y la hipercolumna contigua lo hace a una inclinación ligeramente diferente a la anterior, hasta el punto de poder detectarse cambios de 1º.


UNIÉNDOLO TODO.
La información que llega al cerebro desde los ojos es parcial, es decir, está fragmentada, el problema que tiene el cerebro es reagrupar toda esa información, tiene que decidir qué bordes, colores, etc, pertenecen a cada objeto. Parece que el cerebro sigue los “principios de agrupamiento” que describieron los psicólogos de la Gestalt, efecto de proximidad, de conectividad uniforme, de coalineación, de semejanza, etc.
Los principios de agrupamiento se mantienen incluso cuando solo pueden verse partes del objeto, lo cual explica las frecuentes equivocaciones que producen los estímulos en la vida real. Vemos cosas que en realidad no existen, como las muchas ilusiones visuales descritas por la Gestalt.
Estos fenómenos nos dicen que el sistema perceptivo visual intenta rellenar los espacios vacíos, intenta reconstruir los objetos mediante unas normas generales del agrupamiento. La percepción de líneas ilusorios se debe a que se estimulan neuronas vecinas a las que se han activado por la presencia del estímulo, estas zonas contiguas en las que no hay estímulo, se activarán de igual forma a como si lo hubiera, por efecto de las vecinas que si lo recibieron, reconstruyendo la información que falta, como en la figura, que identificamos un jinete a caballo. 


                               
El problema se complica un poco más cuando el cerebro intenta ligar información de características diferentes, como líneas  y colores, formas u otras. Parece que la respuesta está en la capacidad atentiva del sujeto (Treisman 1996).

RECONOCIMIENTO VISUAL.
La información que nos llega desde las áreas visuales primarias no es suficiente para el reconocimiento de los objetos. Reconocer es emparejar representaciones de un input sensitivo organizado  con representaciones almacenadas en la memoria, para poder reaccionar frente a esos estímulos del mundo exterior.
En el proceso de reconocimiento entran factores como: (1) Dependencia del punto de vista, donde a pesar de cambiar el ángulo de mirada, aunque los elementos del objeto percibido cambien, seguimos identificando el mismo objeto. (2) Variación del ejemplar: si identificamos una silla, aunque nos pongan delante otro tipo de silla, con formas y características diferentes, seguiremos identificando ese nuevo objeto como una silla. Esto se debe a que comparamos la información de esa silla con las imágenes de sillas que tenemos en nuestra memoria (coincidencia con una plantilla), con alguna característica importante de las sillas (modelo de coincidencia de características), por la estructura tridimensional (modelos de configuración) o por alguno de sus componentes (modelo de reconocimiento por componentes), explicada esta última con los geones de Biederman, 1995). Los geones son unidades útiles para describir los objetos debido a que sus propiedades no varían según  la perspectiva. 

LO QUE SABEMOS RIGE LO QUE VEMOS.
La información que llega desde los sentidos debe mezclarse con lo que ya sabemos. La información de abajo-arriba se relaciona con la información de arriba-abajo, es un flujo bidireccional. La información de arriba ayuda a interpretar la información de abajo. Esto significa que lo que vemos no es un fiel reflejo del mundo, no tanto porque los estímulos que entran no sean reales sino porque la interpretación que hacemos de ellos se hace en relación al contexto en todos los niveles de representación y procesamiento perceptivo. La información que llega no debe ser interpretada de forma unitaria, se adapta  a las deducciones de la información de arriba, al contexto, esto explica ejemplos como el ver un objeto alargado en la noche y creer que se trata de un hombre que nos persigue o un monstruo o, lo que nos de nuestra imaginación, nuestras creencias, de nuestras experiencias previas, es decir, nuestro contexto. El reconocimiento de objetos puede mejorar si se ve en un contexto esperado, así encontraremos más fácilmente a un amigo entre un grupo de gente si sabemos que debe estar entre ellos.
De la misma forma, sabemos que hay elementos que pueden facilitar o mejorar el nivel de reconocimiento, quizás el más importante sea el que se relaciona con la atención. Parece que los mecanismos relacionados con la atención, tendrían un valor de guía o facilitador del reconocimiento, es como si estructuras corticales superiores, de nivel terciario, pudieran predisponer a otras estructuras de nivel inferior, como las áreas visuales V1 y V2 occipitales. Ayudarían al procesamiento visual en sus etapas corticales iníciales, facilitando el proceso de reconocimiento.  

EL QUÉ Y EL DÓNDE.
La visón es un proceso activo, destinado a la acción, por eso en el proceso visual, en el reconocimiento  de los objetos, nos interesa conocer qué son y dónde se localizan en el espacio, para poder actuar con ellos. Estas dos cuestiones se procesan por dos vías diferentes, la ventral y la dorsal, respectivamente. La vía dorsal va de las áreas V1 a los lóbulos parietales, mientras que la vía ventral va de V1 a V4 y la corteza temporal inferior. La información que procesa cada vía sigue patrones diferentes pero, finalmente convergen en áreas superiores que nos ayudan a comprender el mundo que se nos presenta. Las dos vías mandarían aferencias hacia las áreas prefrontales media y lateral, y de aquí llegarían aferencias nuevamente, estableciendo circuitos interrelacionados.

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