¿Es lo que veo, lo que imagino? Estudio encuentra superposición neuronal entre la visión y la imaginación
Un ibis «visto» por una máquina, 2015. Esta imagen procesada, que se basa en una fotografía del Dr. Zachi Evenor, es cortesía del ingeniero de software Guenther Noack, 2015, y se reproduce de Wikimedia Commons (CC BY 4.0). Crédito: Dr. Guenther Noack, 2015, reproducido de Wikimedia Commons (CC BY 4.0).
Investigadores de la Universidad de Medicina de Carolina del Sur informan en Current Biology que el cerebro usa áreas visuales similares para las imágenes mentales y la visión, pero usa áreas visuales de bajo nivel con menos precisión con las imágenes mentales que con la visión.
Estos hallazgos agregan conocimiento al campo al refinar los métodos para estudiar las imágenes mentales y la visión. A largo plazo, podría tener aplicaciones para los trastornos de salud mental que afectan las imágenes mentales, como el trastorno de estrés postraumático. Un síntoma del PTSD son los recordatorios visuales intrusivos de un evento traumático. Si se puede comprender mejor la función neuronal detrás de estos pensamientos intrusivos, tal vez se podrían desarrollar mejores tratamientos para el PTSD.
El estudio fue realizado por un equipo de investigación de MUSC dirigido por Thomas P. Naselaris, Ph.D., profesor asociado en el Departamento de Neurociencias. Los hallazgos del equipo de Naselaris ayudan a responder una vieja pregunta sobre la relación entre las imágenes mentales y la visión.
«Sabemos que las imágenes mentales son, en cierto modo, muy similares a la visión, pero no pueden ser exactamente idénticos», explicó Naselaris. «Queríamos saber específicamente de qué manera era diferente».
Para explorar esta pregunta, los investigadores usaron una forma de inteligencia artificial conocida como aprendizaje automático e información de visión artificial, que usa computadoras para ver y procesar imágenes.
«Existe este sistema artificial similar al cerebro, una red neuronal, que sintetiza imágenes», explicó Naselaris. «Es como una red biológica que sintetiza imágenes».
El equipo de Naselaris entrenó esta red para ver imágenes y luego dio el siguiente paso: hacer que la computadora imagine imágenes. Cada parte de la red es como un grupo de neuronas en el cerebro. Cada nivel de la red o neurona tiene una función diferente en la visión y luego en las imágenes mentales.
Para probar la idea de que estas redes son similares a la función del cerebro, los investigadores realizaron un estudio de resonancia magnética para ver qué las áreas del cerebro se activan con imágenes mentales o visión.
Mientras estaban dentro de la resonancia magnética, los participantes vieron imágenes en una pantalla y también se les pidió que imaginaran imágenes en diferentes puntos de la pantalla. Las imágenes de resonancia magnética permitieron a los investigadores definir qué partes del cerebro estaban activas o inactivas mientras los participantes veían una combinación de objetos animados e inanimados.
Una vez que se mapearon estas áreas del cerebro, los investigadores compararon los resultados del modelo de computadora con función del cerebro humano.
La foto de un ibis del Dr. Zachi Evenor en la que se basa la imagen procesada por computadora. Crédito: Dr. Zachi Evenor, reproducido de Wikimedia Commons (CC BY 4)
Descubrieron que tanto la computadora como el cerebro humano funcionaban de manera similar. Las áreas del cerebro desde la retina del ojo hasta la corteza visual primaria y más allá se activan con la visión y las imágenes mentales. Sin embargo, en las imágenes mentales, la activación del cerebro desde el ojo hasta la corteza visual es menos precisa y, en cierto sentido, difusa. Esto es similar a la red neuronal. Con la visión por computadora, las áreas de bajo nivel que representan la retina y la corteza visual tienen una activación precisa. Con imágenes mentales, esta activación precisa se vuelve difusa. En áreas del cerebro más allá de la corteza visual, la activación del cerebro o de la red neuronal es similar tanto para la visión como para la imaginería mental. La diferencia radica en lo que sucede en el cerebro desde la retina hasta la corteza visual.
«Cuando estás imaginando, la actividad cerebral es menos precisa», dijo Naselaris. «Está menos sintonizado con los detalles, lo que significa que el tipo de confusión y borrosidad que experimentas en tus imágenes mentales tiene alguna base en la actividad cerebral».
Naselaris espera que estos hallazgos y avances en la neurociencia computacional conduzcan a una mejor comprensión de los problemas de salud mental.
El estado borroso de las imágenes, similar a un sueño, nos ayuda a distinguir entre nuestros momentos de vigilia y de sueño. En las personas con PTSD, las imágenes invasivas de eventos traumáticos pueden volverse debilitantes y sentirse como la realidad en el momento. Al comprender cómo funcionan las imágenes mentales, los científicos pueden comprender mejor las enfermedades mentales caracterizadas por interrupciones en las imágenes mentales.
«Cuando las personas tienen imágenes realmente invasivas de eventos traumáticos, como el PTSD, una forma de pensar en ello es desregulación de las imágenes mentales», explicó Naselaris. «Hay algún sistema en tu cerebro que te impide generar imágenes realmente vívidas de cosas traumáticas».
Una mejor comprensión de cómo funciona esto en el PTSD podría proporcionar información sobre otros problemas de salud mental caracterizados por interrupciones de la imaginación mental, como la esquizofrenia.
«Eso es a muy largo plazo», aclaró Naselaris.
Por ahora, Naselaris se está enfocando en cómo funcionan las imágenes mentales, y es necesario realizar más investigaciones para abordar la conexión con la salud mental.
Una limitación del estudio es la capacidad de recrear completamente las imágenes mentales conjuradas por los participantes durante el experimento. El desarrollo de métodos para traducir la actividad cerebral en imágenes visibles de imágenes mentales está en curso.
Este estudio no solo exploró la base neurológica de las imágenes vistas e imaginadas, sino que también sentó las bases para la investigación para mejorar la inteligencia artificial.
«La medida en que el cerebro difiere de lo que hace la máquina te da algunas pistas importantes sobre cómo difieren los cerebros y las máquinas», dijo Naselaris. «Idealmente, pueden apuntar en una dirección que podría ayudar a que el aprendizaje automático sea más parecido al cerebro».
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¿Qué tan fuertes son sus imágenes mentales? Puede depender de cuán ‘excitables’ sean sus neuronas. DOI: 10.1016/j.cub.2020.04.014 Información de la revista: Current Biology
Proporcionado por Medical University of South Carolina Cita: Is what I see, what I ¿imaginar? El estudio encuentra superposición neuronal entre la visión y la imaginación (2020, 11 de julio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-neural-overlap-vision.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.