Característica: Dar la vista a las personas ciegas ilumina los secretos del cerebro
sus estudios recientes muestran que la experiencia no es crítica para ciertas funciones visuales. En cambio, el cerebro parece estar precableado para interpretar al menos algunos aspectos simples del mundo visual. La evidencia proviene de pruebas de ilusiones visuales que también están ayudando a resolver un debate de larga data sobre por qué el cerebro malinterpreta tipos particulares de imágenes.,
Cuando nuestra percepción de una imagen difiere de la realidad, experimentamos una ilusión visual. Algunos neurocientíficos piensan que el cableado innato de nuestros cerebros es responsable de las ilusiones; otros piensan que son un producto del aprendizaje. Resolver este debate ha resultado difícil, dice Susana Martínez-Conde, neurocientífica del Centro Médico Estatal de la Universidad Estatal de Nueva York que estudia las ilusiones. «Los bebés no pueden informar sobre la experiencia visual», dice. «Y no sería ético privar a un bebé de la experiencia visual para probar esto.,»La respuesta fue» una suposición de cualquiera», dice, hasta que el proyecto Prakash comenzó a estudiar a los niños recién videntes, cuya visión, cuando se adquirió por primera vez, es cercana a la de un recién nacido.
en 2010 y 2011, el equipo de Sinha seleccionó a nueve niños de los que estaban a punto de someterse a una cirugía de cataratas. Los sujetos habían sido ciegos desde su nacimiento, según los padres y cirujanos de Shroff Charity Eye Hospital. Poco después de que les quitaran las vendas, los científicos les mostraron la ilusión de Ponzo., Demostrado por primera vez hace más de un siglo, esta ilusión típicamente implica líneas que convergen en el horizonte (como las vías del tren) y dos líneas paralelas cortas que las cruzan. Aunque las líneas horizontales son idénticas, la que está más cerca del horizonte parece más larga.
La explicación dominante para la ilusión de Ponzo es que es el resultado de la experiencia del cerebro interpretando imágenes 2D como escenas 3D, con los elementos individuales de las imágenes percibidas a varias profundidades y distancias., «Ese aprendizaje nos lleva a asociar estas dos líneas idénticas en esta ilusión como estar a dos distancias diferentes de nosotros», explica Sinha. El cerebro interpreta la línea más cercana al horizonte aparente como más lejos y, por lo tanto, más larga que la otra línea idéntica.
la resonancia magnética Funcional muestra la actividad en la corteza visual de un recién videntes Prakash paciente que está comenzando a percibir los rostros humanos., Prakash los niños aprenden gradualmente a usar la misma región de la corteza que apoya la percepción de la cara en personas con visión normal.
Project Prakash
si la ilusión Ponzo fuera el resultado del aprendizaje visual, los niños de Prakash no caerían en ella. Pero para sorpresa del equipo, los niños eran tan susceptibles a la ilusión de Ponzo como lo eran los sujetos de control con visión normal: encontraron consistentemente la línea más cercana al horizonte más larga, informó el equipo en Current Biology en mayo.,
los niños también cayeron en la ilusión de Müller-Lyer, un par de líneas con puntas de flecha en ambos extremos; un conjunto de puntas de flecha apunta hacia afuera, el otro hacia adentro hacia la línea. La línea con las puntas de flecha hacia adentro parece más larga. «Todo lo que podemos decir en base a estos resultados es que no es experiencia», dice Sinha. «Es otra cosa. Probablemente está siendo impulsado por factores muy simples en la imagen que el cerebro probablemente está programado innatamente para responder.»
Martínez-Conde está dispuesto a arriesgarse a adivinar cómo funciona la ilusión de Müller-Lyer., Su investigación pasada ha demostrado que nuestros ojos tienden a notar las esquinas más que las líneas rectas. Tal vez, dice, nuestro cerebro se centra en las esquinas de las puntas de flecha hacia afuera, haciendo que la línea entre ellas se vea más corta que la línea con las puntas de flecha hacia adentro. «Pero esto debe tomarse con un gran grano de sal porque no tengo ningún dato que lo demuestre.»
cualquiera que sea el mecanismo, el nuevo estudio se suma a la creciente evidencia» de que no somos pizarras en blanco cuando nacemos», dice Martínez-Conde., Otra evidencia proviene de un estudio reciente de Amir Amedi, un neurocientífico de la Universidad Hebrea de Jerusalén, y colegas en el que usaron la IRMf para comparar la corteza visual de individuos congénitamente ciegos con la de los que normalmente ven. Encontraron que la organización básica de la corteza visual de las personas congénitamente ciegas es similar a la de las personas con visión normal, y ambas tienen conexiones similares entre diferentes partes de la corteza. Eso significa que» nacemos con esta maquinaria para ver que de alguna manera no requiere experiencia visual para emerger», dice Amedi., «El sistema visual viene con ciertas conexiones y sesgos computacionales.»
tal precableado puede ayudar a los niños Prakash a obtener visión funcional en los meses posteriores a la cirugía, especula Amedi. Pero la experiencia y el aprendizaje parecen jugar un papel más importante en la adquisición visual. «Hay cada vez más evidencia de que los cerebros adultos pueden cambiar en estructura y función», dice Brigitte Roeder, neuropsicóloga de la Universidad de Hamburgo en Alemania., Por ejemplo, los estudios han demostrado que los adultos que regularmente juegan videojuegos de acción se vuelven mejores en ciertas tareas visuales, como leer la letra pequeña en un frasco con receta o rastrear a varios amigos que se mueven entre una multitud.
Más relevante para los niños Prakash es la capacidad de crear una imagen mental de un espacio 3D. «Las imágenes espaciales son muy importantes en nuestras vidas», dice Tapan Gandhi, miembro del equipo de Prakash, neurocientífico del Instituto Indio de tecnología, Delhi, en Nueva Delhi. «Si te pregunto, piensa en tu cocina, dónde has guardado qué, puedes visualizarlo., Esto es muy importante para nuestra vida diaria.»Pero los ciegos no son expertos en imaginar espacios. Cuando se prueba esta capacidad usando una matriz y clavijas móviles, los niños Prakash antes de la cirugía tienen un rendimiento pobre en comparación con las personas con visión normal, dice Gandhi. Poco después de la cirugía, sin embargo, comienzan a mejorar en las tareas de imágenes espaciales. La visión debe ser crucial para ayudar al cerebro a crear mapas mentales de espacios, dice., Y el cerebro o no tiene una ventana crítica para esta capacidad, o la ventana permanece abierta hasta mucho más tarde en la vida, Gandhi y sus colegas informaron en la edición del 12 de marzo de 2014 de Psychological Science.
el equipo encontró una adaptabilidad similar en la capacidad de distinguir un rostro humano de imágenes facelike. Poco después de la cirugía, los pacientes de Prakash no pueden notar la diferencia. Eso también contradice el dogma: concentrarse en las caras es una capacidad visual que los científicos piensan que es innata. Pero después de unas semanas, los recién avistados pueden identificar un rostro humano y comenzar a reconocer rostros diferentes., El equipo también ha descubierto que sus pacientes aprenden rápidamente a conectar el tacto con la vista. En otras palabras, pronto son capaces de reconocer los objetos que tocaron con los ojos vendados cuando ven esos objetos desde la distancia.
Pero la plasticidad tiene sus límites. Collignon y sus colegas estudiaron a un grupo de adultos en Canadá que nacieron con cataratas pero se sometieron a una cirugía correctiva antes de cumplir 1 año. A pesar de al menos 2 décadas de vista restaurada, cada individuo tenía una visión ligeramente deteriorada., Su percepción 3D y su capacidad para detectar movimiento también se vieron comprometidas, según resultados no publicados. Los investigadores encontraron que los cerebros de estos individuos parecen estar conectados de manera diferente: a diferencia de las personas con visión normal, sus cortezas visuales también procesan el sonido, informaron en agosto en Current Biology.
«lo que es realmente sorprendente aquí es que estamos hablando de personas que se ven privadas durante unas semanas o unos meses, pero conduce a una reorganización prolongada del cerebro para responder más al sonido», dice Collignon., Los pacientes de Prakash, que son ciegos durante años, también son propensos a tener su corteza visual reorganizada, dice, lo que podría dificultar la recuperación. «Tienen un rastro de su pasado , y su pasado es ceguera», dice. «Estas personas nunca podrán recuperar la visión como alguien que ha visto antes.»
Los hallazgos de Sinha confirman esto. «A pesar de seguir a estos niños durante varios años, no encontramos una progresión de la agudeza hacia la normalidad», dice Sinha., Eso sugiere una ventana crítica para la agudeza que se cierra en algún momento antes de que cumplan 8 años, la edad más joven que Prakash ha tratado hasta ahora.
Las experiencias de Yadav son típicas. «Puedo leer los titulares de los periódicos con mis gafas», dice. Pero 4 años después de su cirugía, todavía tiene problemas para leer la letra más fina en periódicos y libros.
la ventana también parece cerrarse temprano para la sensibilidad al contraste: la capacidad de discernir contrastes, sombras y patrones, una de las funciones más básicas de la visión., En una prueba, el equipo de Sinha muestra a los niños de Prakash cuatro patrones: una casa, un cuadrado, una manzana y un círculo, y les pide que identifiquen los patrones a medida que cambian de tamaño y contraste. Las personas normalmente videntes pueden detectar estos patrones para un rango de tamaños, si el contraste está por encima de un cierto umbral. Para los niños de Prakash, su sensibilidad al contraste mejora significativamente hasta varios meses después de la cirugía, pero nunca alcanza niveles normales. Permanecen atascados en la detección de un rango limitado de tamaños, y solo cuando el contraste es bastante alto.,
Manoj Yadav bicicletas para trabajar en Gorakhpur, India. «Puedo andar en bicicleta incluso en un mercado lleno de gente», dice.
Graham Crouch
tomados en conjunto, los hallazgos demuestran que no hay un solo período crítico que gobierne la visión, dice Amy Kalia, una becaria postdoctoral con Sinha. «Es la visión recuperable o no», dice, » es una historia más compleja.,»
la capacitación podría ayudar a los niños de Prakash a recuperar más funciones visuales, dice Uri Polat, neurocientífico de la Universidad de Tel Aviv en Israel. «La ventana no se cierra», dice. «Se vuelve menos sensible.»
en 2004, Polat fue el PRIMERO en demostrar que el entrenamiento puede restaurar la vista en adultos con ambliopía u ojo perezoso. Un ojo perezoso impide el desarrollo normal de la corteza visual durante la primera infancia. Los pacientes presentan deterioro de la visión binocular, así como mala agudeza y sensibilidad al contraste; la vista disminuida fue considerada irreversible después de los 10 años., Polat hizo que los pacientes miraran una pantalla de computadora con variaciones de una imagen de parche de Gabor, que tiene patrones borrosos en blanco y negro que cambian de tamaño y contraste. Después de solo un mes de entrenamiento, sus pacientes tenían mejor agudeza y sensibilidad de contraste.
Amedi está de acuerdo en que el entrenamiento es clave, pero piensa que también debe involucrar el tacto y el sonido, sentidos en los que las personas ciegas confían para navegar por el mundo. Su investigación ha demostrado que para interpretar el sonido o el tacto, se basan en partes de su corteza visual normalmente dedicadas a la visión., Por ejemplo, usan la misma parte del cerebro para braille que los videntes usan para leer. El proyecto Prakash planea abrir una escuela residencial el próximo año para rehabilitar y educar a los niños después de la cirugía de cataratas utilizando ejercicios físicos y experiencias multisensoriales.
en última instancia, el equipo de Prakash quiere revelar cómo restaurar la visión altera la corteza visual. Están empezando a sondear los cambios en el cerebro con fMRI.
cuando toman imágenes de la corteza visual de un paciente antes y 2 días después de la cirugía, diferentes áreas de la corteza parecen estar trabajando en sincronía., «Así que si tienes una alta actividad en una parte de la corteza, tendrás una actividad similar en otra parte de la corteza», dice Sinha. «Es como si gran parte de la corteza visual estuviera palpitando.»
sin embargo, solo un par de meses después de la cirugía, la imagen de la IRMf comienza a cambiar. Diferentes regiones de la corteza visual se iluminan diferencialmente, lo que sugiere una división del trabajo. Las imágenes de caras humanas mostradas a los pacientes, por ejemplo, activan un área de la corteza que se sabe responde a las caras en personas con visión normal.
«Tiene mucho sentido», dice Amedi., «Cuando comienzan a procesar información visual, no pueden realizar tareas. No pueden identificar un objeto, una persona. Para ellos es la misma tontería.»Pero a medida que pasa el tiempo, y el cerebro aprende a distinguir objetos, formas y rostros, diferentes áreas de la corteza visual comienzan a especializarse.
Sinha, por ejemplo, no esperaba estos cambios en el cerebro. «Me sorprendió lo mucho, lo masivos que son los cambios y lo rápido que ocurren, y lo tarde que puede suceder en la vida», dice. Tampoco esperaba la ráfaga de resultados que el proyecto ha generado., «Me preocupaba que al tener que trabajar con niños bastante mayores, nos estábamos preparando para el fracaso.»En cambio, el proyecto ha traído cientos de jóvenes como Yadav en la luz, mientras que poner el campo de la neurociencia visual en una nueva luz.
vea nuestra presentación de diapositivas sobre el proyecto Prakash.
escucha un podcast con el autor Rhitu Chatterjee.