Visión: Observar el mundo durante la niñez afecta el resto de la vida

Crédito: CC0 Public Domain

El desarrollo hasta la edad adulta depende de la observación del entorno y no solo de la enseñanza explícita. Esto también se aplica al desarrollo del sistema visual. Esta es la conclusión a la que llegan dos neurocientíficos de SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati), quienes, por primera vez, han demostrado experimentalmente la importancia de la experiencia visual pasiva para la maduración y el buen funcionamiento de algunas neuronas clave involucradas en el proceso. de la visión La investigación, publicada en Science Advances, es un paso fundamental para comprender los mecanismos de aprendizaje durante el desarrollo. También tiene implicaciones clínicas potenciales para el estudio de nuevas terapias de rehabilitación visual e implicaciones tecnológicas. Los resultados podrían conducir a una mejora de los algoritmos de aprendizaje empleados por los sistemas de visión artificial.

Desde las primeras etapas de la gestación, el sistema visual está sujeto a continuos estímulos que se vuelven cada vez más intensos y estructurados después del nacimiento. Están en el centro de los mecanismos de aprendizaje que, según algunas teorías, son fundamentales para el desarrollo de la visión.

«El aprendizaje se presenta en dos formas: ‘supervisado’, es decir, guiado por un maestro; o ‘no supervisado’, es decir, basado en una exposición espontánea y pasiva al entorno», explica Davide Zoccolan, director de del Laboratorio de Neurociencias Visuales del SISSA e investigador principal. “La primera es la que todos podemos asociar con nuestros padres o maestros, quienes nos dirigen al reconocimiento de un objeto. La segunda sucede de manera espontánea, pasiva, cuando nos movemos por el mundo observando lo que sucede a nuestro alrededor.”

Giulio Matteucci y Davide Zoccolan han estudiado el papel de la experiencia visual espontánea, particularmente el papel de la continuidad temporal de los estímulos visuales. Esta propiedad de la experiencia visual natural se considera fundamental para la maduración del sistema visual mediante modelos teóricos que describen matemáticamente los procesos de aprendizaje biológico.

Para probar esta hipótesis, los investigadores expusieron diariamente a dos grupos de roedores jóvenes a diferentes entornos visuales. «Reproducimos una serie de videos, ya sea en su versión original o después de mezclar al azar los fotogramas (o imágenes) individuales, destruyendo así la continuidad temporal de la experiencia visual», explican los científicos. «En los sujetos expuestos a este flujo visual discontinuo, observamos el deterioro de la maduración de algunas células llamadas ‘complejas’ de la corteza visual. Estas neuronas juegan un papel clave en el procesamiento visual: permiten reconocer la orientación del contorno de un objeto independientemente de su posición exacta en el campo visual, una capacidad de percepción que se ha implementado recientemente en los sistemas de visión artificial.[El hallazgo de que] que su maduración es altamente sensible al grado de continuidad de la experiencia visual es la primera confirmación experimental de la predicción teórica.»

Estas observaciones muestran la importancia de la experiencia visual pasiva para el desarrollo del sistema visual. También indican que las formas de aprendizaje espontáneo están en la base del desarrollo de al menos alguna función visual elemental, mientras que otras formas de aprendizaje solo entran en juego más tarde debido a la adquisición de habilidades más específicas y sofisticadas.

Estos resultados tienen implicaciones clínicas y tecnológicas potenciales, como explica Zoccolan. «En algunos países en desarrollo, hay niños que sufren de cataratas congénitas, quienes, después de la cirugía para extirparlas, tienen que desarrollar sus habilidades de reconocimiento visual sustancialmente desde cero. Ya hoy en día, algunos enfoques de rehabilitación explotan la continuidad temporal de estímulos visuales específicos (por ejemplo, ejemplo, formas geométricas en movimiento) para enseñar a estos pacientes a discriminar objetos visuales. Nuestros resultados confirman la validez de estos enfoques, revelando los mecanismos neuronales detrás de ellos, y sugieren posibles mejoras y simplificaciones. Además, el desarrollo de sistemas visuales artificiales actualmente utiliza principalmente «técnicas de aprendizaje ‘supervisadas’, que requieren el uso de millones de imágenes. Nuestros resultados sugieren que estos métodos deberían complementarse con algoritmos de aprendizaje ‘no supervisados’ que imiten los procesos que funcionan en el cerebro para hacer que el entrenamiento sea más rápido y eficiente».

Explorar más

Un modelo innovador para el estudio de la visión Más información: La experiencia no supervisada con la continuidad temporal del entorno visual está causalmente implicada en el desarrollo de las células del complejo V1. Avances científicos (2020). advances.sciencemag.org/content/6/22/eaba3742 Información de la revista: Science Advances

Proporcionado por la Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA) Cita: Visión: Observar el mundo durante la infancia afecta el resto de la vida (29 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-vision-world-childhood-affects-rest.html Este documento está sujeto a los derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.