De los fotones a los sentimientos: los investigadores revelan una paleta de colores en el cerebro
A. Las longitudes de onda visibles de la radiación electromagnética no están intrínsecamente coloreadas. Los conos de la retina pueden convertir la información espectral en señales neuronales, y el cerebro visual procesa estas señales para finalmente crear la percepción del color. No se comprende bien cómo se procesan las señales de color a través de etapas corticales en serie; B. Mediante la aplicación de múltiples técnicas, los investigadores trazaron y analizaron mapas de tonos en tres áreas corticales sucesivas: V1, V2 y V4; C. Este estudio comparativo revela que los mapas de tonos del cerebro se desarrollan jerárquicamente desde las señales de activación de conos hasta la representación de tonos isotrópicos, lo que refleja mejor el espacio de color perceptivo. Crédito: CEBSIT
Un estudio reciente publicado en Neuron describe con mayor detalle que nunca la encarnación anatómica de las sensaciones de color en la corteza cerebral, vinculando la estructura cerebral con la función perceptiva.
Este descubrimiento fue el fruto del trabajo cooperativo entre los investigadores del laboratorio del Dr. Wang Wei en el Instituto de Neurociencia, el Centro de Excelencia en Ciencia del Cerebro y Tecnología de Inteligencia de la Academia de Ciencias de China, el Laboratorio Estatal Clave de Neurociencia, y el Dr. Laboratorio de Tang Shiming en la Universidad de Pekín.
El color se encuentra a menudo en el centro de los debates filosóficos sobre la naturaleza de la experiencia consciente, principalmente porque el color, más que cualquier otra sensación, ilustra que toda percepción es una creación mental. Como se dio cuenta a principios del siglo XVIII por Isaac Newton, las longitudes de onda visibles de la radiación electromagnética no están intrínsecamente coloreadas; todos los miles de tonos diferentes que podemos reconocer son simplemente etiquetas arbitrarias ideadas por el cerebro para representar varias composiciones espectrales de luz a través de la imagen retiniana.
Más técnicamente, las salidas de los fotorreceptores retinianos que discriminan longitudes de onda se combinan y procesados para generar eventualmente un espacio de color perceptivo. Las señales de color se procesan a través de múltiples etapas neuronales en el cerebro profundo; sin embargo, no se comprende bien cómo nuestros cerebros transforman eventos de nivel cuántico en fotorreceptores para producir los muchos miles de tonos diferentes que vemos todos los días.
Para abordar esta pregunta, los investigadores de los Dres. Los laboratorios de Wang y Tang aplicaron múltiples técnicas capaces de obtener imágenes de la actividad cerebral de los macacos a diferentes escalas y niveles de resolución en estaciones de procesamiento sucesivas en la corteza conocidas como áreas V1, V2 y V4. El objetivo de su estudio fue examinar los cambios jerárquicos en los patrones de actividad cuando estas áreas procesan exactamente el mismo patrón de color.
Los métodos de imagen revelan «mapas de tonos», es decir, paletas de colores en el cerebro, espectralmente arreglos organizados de múltiples respuestas de color. En sentido figurado, se pueden considerar como arco iris de diversas conformaciones que se encuentran dispersos por la superficie del cerebro.
Los nuevos hallazgos de este estudio surgen de la fina estructura de estos mapas de tonos. En V1, predominan los tonos rojos y azules, pero este patrón de dominancia llamado «endspectral» retrocede en V2 y está casi ausente en V4. Esencialmente, los mapas de tonos del cerebro se desarrollan jerárquicamente hacia la uniformidad del mapa de tonos perceptual.
Desde el punto de vista computacional, el cerebro parece estar integrando progresivamente dos clases distintas de señales cono-oponentes que se originan en la retina. La información que define el tono preciso de cualquier luz dada está presente en V1, codificada por la relación de actividad entre las entradas del cono-oponente, pero no es perceptible hasta que se somete a un procesamiento combinatorio por parte de neuronas individuales en el área V4 y estaciones de procesamiento superiores.
En resumen, este estudio comparativo revela una integración progresiva desde las señales de activación de conos hasta la representación de tonos isotrópicos a lo largo de la jerarquía visual sobre la cual se construye nuestro espacio de color perceptivo.
El estudio, titulado «Representación jerárquica for Chromatic Processing Across Macaque V1, V2 and V4» se publicó como artículo de investigación en línea en Neuron el 26 de agosto.
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¿Qué áreas de nuestro cerebro representan los colores que vemos? Más información: Ye Liu et al. Representación jerárquica para el procesamiento cromático en Macaque V1, V2 y V4, Neuron (2020). DOI: 10.1016/j.neuron.2020.07.037 Información de la revista: Neuron
Proporcionado por la Academia de Ciencias de China Cita: De los fotones a los sentimientos: los investigadores revelan un color palette in brain (27 de agosto de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-photons-reveal-palette-brain.html Este documento está sujeto a 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.