El área del cerebro específica del rostro responde a los rostros incluso en personas ciegas de nacimiento

Investigadores del MIT descubrieron que el área facial fusiforme, que está especializada en reconocer rostros, se ilumina en las personas ciegas de nacimiento cuando tocan un objeto tridimensional modelo de una cara con sus manos. El hallazgo sugiere que esta área no requiere experiencia visual para desarrollar una preferencia por las caras. Crédito: Instituto Tecnológico de Massachusetts

Hace más de 20 años, la neurocientífica Nancy Kanwisher y otros descubrieron que una pequeña sección del cerebro ubicada cerca de la base del cráneo responde mucho más a las caras que a otros objetos que vemos. Se cree que esta área, conocida como área facial fusiforme, está especializada para identificar rostros.

Ahora, en un nuevo hallazgo sorprendente, Kanwisher y sus colegas han demostrado que esta misma región también se vuelve activa en personas ciegas desde el nacimiento, cuando tocan un modelo tridimensional de una cara con las manos. El hallazgo sugiere que esta área no requiere experiencia visual para desarrollar una preferencia por las caras.

«Eso no significa que la información visual no desempeñe un papel en los sujetos videntes, probablemente sí», dice. «Lo que mostramos aquí es que la información visual no es necesaria para desarrollar este parche en particular, en la misma ubicación, con la misma selectividad para las caras. Eso fue bastante asombroso».

Kanwisher, el Walter A. Rosenblith Profesor de Neurociencia Cognitiva y miembro del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro del MIT, es el autor principal del estudio. N. Apurva Ratan Murty, un postdoctorado del MIT, es el autor principal del estudio, que aparece esta semana en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias. Otros autores del artículo incluyen a Santani Teng, ex postdoctorado del MIT; Aude Oliva, científica investigadora sénior, codirectora de MIT Quest for Intelligence y directora del MIT-IBM Watson AI Lab del MIT; y David Beeler y Anna Mynick, ambos antiguos técnicos de laboratorio.

Selectivo para rostros

Estudiar a personas que nacieron ciegas permitió a los investigadores abordar cuestiones de larga data sobre cómo surge la especialización en el cerebro. En este caso, estaban investigando específicamente la percepción de la cara, pero las mismas preguntas sin respuesta se aplican a muchos otros aspectos de la cognición humana, dice Kanwisher.

«Esta es parte de una pregunta más amplia que los científicos y filósofos se han estado haciendo durante cientos de años, sobre el origen de la estructura de la mente y el cerebro», dice. «¿En qué medida somos productos de la experiencia y en qué medida tenemos una estructura incorporada? Esta es una versión de esa pregunta sobre el papel particular de la experiencia visual en la construcción del área de la cara».

El nuevo trabajo se basa en un estudio de 2017 de investigadores en Bélgica. En ese estudio, sujetos con ceguera congénita fueron escaneados con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) mientras escuchaban una variedad de sonidos, algunos relacionados con rostros (como reír o masticar) y otros no. Ese estudio encontró respuestas más altas en la vecindad del FFA a los sonidos relacionados con el rostro que a sonidos como el rebote de una pelota o el aplauso de las manos.

En el nuevo estudio, el equipo del MIT quería usar la experiencia táctil para medir más directamente cómo los cerebros de las personas ciegas responden a las caras. Crearon un anillo de objetos impresos en 3D que incluía caras, manos, sillas y laberintos, y los rotaron para que el sujeto pudiera manejar cada uno mientras estaba en el escáner fMRI.

Comenzaron con normalmente sujetos videntes y descubrieron que cuando manipulaban los objetos tridimensionales, una pequeña área que correspondía a la ubicación del FFA estaba preferentemente activa cuando los sujetos tocaban las caras, en comparación con cuando tocaban otros objetos. Esta actividad, que era más débil que la señal producida cuando los sujetos videntes miraban a los rostros, no fue sorprendente, dice Kanwisher.

«Sabemos que las personas participan en imágenes visuales y sabemos por estudios anteriores que las imágenes visuales pueden activar la FFA. Así que el hecho de que veas la respuesta con el tacto en una persona vidente no es impactante porque está imaginando visualmente lo que está sintiendo», dice.

Luego, los investigadores realizó los mismos experimentos, usando solo información táctil, con 15 sujetos que informaron ser ciegos desde el nacimiento. Para su sorpresa, descubrieron que el cerebro mostraba actividad específica de la cara en la misma área que los sujetos videntes, a niveles similares a cuando las personas videntes manipulaban las caras impresas en 3D.

«Cuando vimos en los primeros sujetos, fue realmente impactante, porque nadie había visto previamente activaciones individuales específicas de la cara en el giro fusiforme en sujetos ciegos», dice Murty.

Patrones de conexión

Los investigadores también exploraron varias hipótesis que se han propuesto para explicar por qué la selectividad facial siempre parece desarrollarse en la misma región del cerebro. Una hipótesis destacada sugiere que la FFA desarrolla selectividad facial porque recibe información visual de la fóvea (el centro de la retina), y tendemos a enfocarnos en las caras en el centro de nuestro campo visual. Sin embargo, dado que esta región se desarrolló en personas ciegas sin entrada foveal, los nuevos hallazgos no respaldan esta idea.

Otra hipótesis es que la FFA tiene una preferencia natural por las formas curvas. Para probar esa idea, los investigadores realizaron otra serie de experimentos en los que pidieron a sujetos ciegos que manejaran una variedad de formas impresas en 3D, incluidos cubos, esferas y huevos. Descubrieron que la FFA no mostró ninguna preferencia por los objetos curvos sobre los objetos en forma de cubo.

Los investigadores sí encontraron evidencia para una tercera hipótesis, que es que la selectividad facial surge en la FFA debido a su conexiones con otras partes del cerebro. Pudieron medir la «huella dactilar de conectividad» de la FFA, una medida de la correlación entre la actividad en la FFA y la actividad en otras partes del cerebro tanto en sujetos ciegos como videntes.

Luego usaron los datos de cada grupo entrenar un modelo de computadora para predecir la ubicación exacta de la respuesta selectiva del cerebro a las caras en función de la huella digital de conectividad FFA. Descubrieron que cuando el modelo se entrenaba con datos de pacientes videntes, podía predecir con precisión los resultados en sujetos ciegos y viceversa. También encontraron evidencia de que las conexiones con los lóbulos frontal y parietal del cerebro, que están involucrados en el procesamiento de alto nivel de la información sensorial, pueden ser las más importantes para determinar el papel de la FFA.

«Es sugiere esta historia muy interesante de que el cerebro se conecta a sí mismo en el desarrollo no solo tomando información perceptual y haciendo estadísticas sobre la entrada y asignando parches de cerebro, de acuerdo con algún tipo de procedimiento estadístico ampliamente agnóstico», dice Kanwisher. «Más bien, existen restricciones endógenas en el cerebro presentes al nacer, en este caso, en forma de conexiones a regiones cerebrales de nivel superior, y estas conexiones quizás estén desempeñando un papel causal en su desarrollo».

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Las personas ciegas también tienen un mapa cerebral para observaciones ‘visuales’ Más información: N. Apurva Ratan Murty et al. La experiencia visual no es necesaria para el desarrollo de la selectividad facial en la circunvolución fusiforme lateral, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2020). DOI: 10.1073/pnas.2004607117 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias

Proporcionado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts Cita: El área del cerebro específica del rostro responde a face even in people born blind (2020, 26 de agosto) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-face-specific-brain-area-people-born.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.