Giro temporal inferior

La energía luminosa que proviene de los rayos que rebotan en un objeto se convierte en energía química por las células de la retina del ojo. Esta energía química se convierte luego en potenciales de acción que se transmiten a través del nervio óptico y el quiasma óptico , donde primero es procesada por el núcleo geniculado lateral del tálamo. Desde allí, la información se envía a la corteza visual primaria , región V1. Luego viaja desde las áreas visuales en el lóbulo occipital a los lóbulos parietal y temporal a través de dos vías anatómicas distintas. ^{[ 10 ]} Estos dos sistemas visuales corticales fueron clasificados por Ungerleider y Mishkin (1982, véase la hipótesis de las dos vías ). ^{[ 11 ]} Una vía viaja ventralmente a la corteza temporal inferior (de V1 a V2 y luego a través de V4 a ITC) mientras que la otra viaja dorsalmente a la corteza parietal posterior. Se denominan vías "qué" y "dónde", respectivamente. La corteza temporal inferior recibe información de la vía ventral , lo cual es comprensible, ya que se sabe que es una región esencial para reconocer patrones, rostros y objetos. ^{[ 12 ]}

La comprensión a nivel de célula individual de la corteza IT y su función en la utilización de la memoria para identificar objetos y/o procesar el campo visual basándose en información visual de color y forma es un campo relativamente reciente en neurociencia. Investigaciones iniciales indicaron que las conexiones celulares del lóbulo temporal con otras áreas cerebrales asociadas a la memoria, como el hipocampo , la amígdala y la corteza prefrontal , entre otras, explican elementos únicos de la memoria, lo que sugiere que células individuales únicas pueden estar vinculadas a tipos específicos de memoria e incluso a recuerdos específicos. La investigación sobre la comprensión de la corteza IT a nivel de célula individual revela muchas características convincentes de estas células: células individuales con selectividad de memoria similar se agrupan en las capas corticales de la corteza IT; se ha demostrado recientemente que las neuronas del lóbulo temporal muestran comportamientos de aprendizaje y posiblemente se relacionen con la memoria a largo plazo ; y es probable que la memoria cortical dentro de la corteza IT se potencie con el tiempo gracias a la influencia de las neuronas aferentes de la región temporomedial.

Investigaciones adicionales sobre las células individuales de la corteza IT sugieren que estas células no solo tienen una conexión directa con la vía del sistema visual, sino que también responden de forma selectiva a los estímulos visuales. En ciertos casos, las neuronas individuales de la corteza IT no generan respuestas ante puntos o rendijas, es decir, estímulos visuales simples, presentes en el campo visual. Sin embargo, cuando se presentan objetos complejos, se activa una respuesta en las neuronas individuales de la corteza IT. Esto demuestra que las neuronas individuales de la corteza IT no solo comparten una respuesta específica a los estímulos visuales, sino que cada neurona individual tiene una respuesta específica a un estímulo específico. El mismo estudio también revela que la magnitud de la respuesta de estas neuronas individuales de la corteza IT no varía según el color y el tamaño, sino que solo se ve influenciada por la forma. Esto condujo a observaciones aún más interesantes, donde se ha vinculado a neuronas específicas de la corteza IT con el reconocimiento de rostros y manos. Esto resulta muy interesante por la posibilidad de relacionarlo con trastornos neurológicos como la prosopagnosia y por explicar la complejidad y el interés que despierta la mano humana. Investigaciones adicionales derivadas de este estudio profundizan en el papel de las neuronas faciales y manuales implicadas en la corteza infrarrotuliana.

La importancia de la función de las células individuales en la corteza IT radica en que constituye otra vía, además de la vía geniculada lateral, que procesa la mayor parte del sistema visual. Esto plantea interrogantes sobre cómo beneficia nuestro procesamiento de la información visual, además de las vías visuales normales, y qué otras unidades funcionales participan en el procesamiento adicional de la información visual. ^{[ 13 ]}

La información sobre el color y la forma proviene de las células P, que reciben su información principalmente de los conos , por lo que son sensibles a las diferencias de forma y color, a diferencia de las células M, que reciben información sobre el movimiento principalmente de los bastones . Las neuronas de la corteza temporal inferior, también llamada corteza de asociación visual temporal inferior, procesan esta información de las células P. ^{[ 14 ]} Las neuronas de la corteza temporal inferior tienen varias propiedades únicas que ofrecen una explicación de por qué esta área es esencial para el reconocimiento de patrones. Solo responden a estímulos visuales y sus campos receptivos siempre incluyen la fóvea , que es una de las áreas más densas de la retina y es responsable de la visión central aguda. Estos campos receptivos tienden a ser más grandes que los de la corteza estriada y a menudo se extienden a través de la línea media para unir los dos hemicampos visuales por primera vez. Las neuronas de la corteza temporal inferior son selectivas para la forma y/o el color del estímulo y suelen ser más sensibles a las formas complejas que a las simples. Un pequeño porcentaje de ellas son selectivas para partes específicas de la cara. Los rostros y probablemente otras formas complejas parecen estar codificados por una secuencia de actividad en un grupo de células, y las células IT pueden mostrar memoria a corto o largo plazo para estímulos visuales basada en la experiencia. ^{[ 15 ]}

Dentro del ITC, varias regiones trabajan conjuntamente para procesar y reconocer la información sobre "qué" es algo. De hecho, incluso se asocian distintas regiones a categorías específicas de objetos.

• El giro fusiforme o área fusiforme facial (FFA, por sus siglas en inglés) se ocupa más del reconocimiento facial y corporal que de los objetos.

• El área parahipocampal de lugar (PPA) ayuda a diferenciar entre escenas y objetos.

• El área corporal extraestriada (EBA, por sus siglas en inglés) ayuda a diferenciar las partes del cuerpo de otros objetos.
• Y el complejo occipital lateral (LOC) se utiliza para distinguir entre formas y estímulos desordenados.

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Todas estas áreas deben trabajar en conjunto, así como con el hipocampo , para crear una comprensión integral del mundo físico. El hipocampo es fundamental para almacenar la memoria de cómo es un objeto y su apariencia para su uso futuro, de modo que pueda compararse con otros objetos. La capacidad de reconocer correctamente un objeto depende en gran medida de esta red organizada de áreas cerebrales que procesan, comparten y almacenan información. En un estudio de Denys et al., se utilizó la resonancia magnética funcional ( RMf ) para comparar el procesamiento de la forma visual entre humanos y macacos. Encontraron, entre otras cosas, que existía cierto grado de superposición entre las regiones de la corteza sensibles a la forma y al movimiento, pero que esta superposición era más marcada en los humanos. Esto sugiere que el cerebro humano está mejor adaptado para un alto nivel de funcionamiento en un mundo visual tridimensional y diferenciado. ^{[ 17 ]}

La prosopagnosia , también llamada ceguera facial, es un trastorno que resulta en la incapacidad de reconocer o discriminar entre rostros. A menudo puede estar asociada con otras formas de deterioro del reconocimiento, como el reconocimiento de lugares, automóviles o emociones. ^{[ 18 ]} Un estudio realizado por Gross et al. en 1969 encontró que ciertas células eran selectivas para la forma de una mano de mono, y observaron que a medida que el estímulo que proporcionaban comenzaba a parecerse más a una mano de mono, esas células se volvían más activas. Unos años más tarde, en 1972, Gross et al. descubrieron que ciertas células IT eran selectivas para rostros. Aunque no es concluyente, se supone que las células de la corteza IT 'selectivas para rostros' juegan un papel importante en el reconocimiento facial en monos. ^{[ 19 ]} Después de la extensa investigación sobre el resultado del daño a la corteza IT en monos, se teoriza que las lesiones en el giro IT en humanos resultan en prosopagnosia. El estudio de Rubens y Benson de 1971 sobre un sujeto con prosopagnosia reveló que la paciente podía nombrar objetos comunes sin dificultad al verlos, pero no reconocía rostros. Tras la necropsia realizada por Benson et al., se constató que una lesión discreta en el giro fusiforme derecho , parte del giro temporal inferior, era una de las principales causas de los síntomas del sujeto. ^{[ 20 ]}

Una observación más detallada se puede apreciar en el caso del paciente LH, estudiado por NL Etcoff y colaboradores en 1991. Este hombre de 40 años sufrió un accidente automovilístico a los 18, que le provocó una lesión cerebral grave. Tras su recuperación, LH era incapaz de reconocer o diferenciar rostros, ni siquiera de reconocer aquellos que le resultaban familiares antes del accidente. A pesar de su déficit, LH y otros pacientes con prosopagnosia suelen llevar una vida relativamente normal y productiva. LH aún podía reconocer objetos comunes, sutiles diferencias en las formas e incluso la edad, el sexo y la "simpatía" de los rostros. Sin embargo, utilizaban señales no faciales, como la altura, el color del cabello y la voz, para diferenciar a las personas. Las imágenes cerebrales no invasivas revelaron que la prosopagnosia de LH era consecuencia de una lesión en el lóbulo temporal derecho , que contiene la circunvolución temporal inferior. ^{[ 21 ]}

Ciertos trastornos, como la enfermedad de Alzheimer y la demencia semántica , se caracterizan por la incapacidad del paciente para integrar recuerdos semánticos, lo que resulta en la incapacidad para formar nuevos recuerdos, la falta de conciencia del período de tiempo y la pérdida de otros procesos cognitivos importantes. Chan et al. (2001) realizaron un estudio que utilizó imágenes de resonancia magnética volumétrica para cuantificar la atrofia global y del lóbulo temporal en la demencia semántica y la enfermedad de Alzheimer. Los sujetos fueron seleccionados y se confirmó que se encontraban en el punto medio del espectro de sus respectivos trastornos clínicamente, y posteriormente se obtuvo una confirmación adicional mediante una serie de pruebas neuropsicológicas. El estudio trató la corteza temporal inferior y la corteza temporal media como una sola, debido al límite, a menudo indistinto, entre las circunvoluciones. ^{[ 22 ]}

El estudio concluyó que, en la enfermedad de Alzheimer, los déficits en las estructuras temporales inferiores no eran la causa principal de la enfermedad. Más bien, la atrofia en la corteza entorrinal , la amígdala y el hipocampo era prominente en los sujetos con Alzheimer del estudio. Con respecto a la demencia semántica, el estudio concluyó que "las circunvoluciones [cortezas] temporales media e inferior pueden desempeñar un papel clave" en la memoria semántica y, como resultado, lamentablemente, cuando estas estructuras del lóbulo temporal anterior se dañan, el sujeto queda con demencia semántica. Esta información muestra cómo, a pesar de ser a menudo agrupadas en la misma categoría, la enfermedad de Alzheimer y la demencia semántica son enfermedades muy diferentes y se caracterizan por marcadas diferencias en las estructuras subcorticales con las que están asociadas. ^{[ 22 ]}

La acromatopsia cerebral es un trastorno médico caracterizado por la incapacidad de percibir el color y lograr una agudeza visual satisfactoria en condiciones de alta luminosidad. La acromatopsia congénita se caracteriza de la misma manera, pero es de origen genético, mientras que la acromatopsia cerebral se produce como resultado de un daño en ciertas partes del cerebro. Una parte del cerebro particularmente importante para la discriminación del color es la circunvolución temporal inferior. Un estudio realizado en 1995 por Heywood et al. tenía como objetivo destacar las partes del cerebro importantes en la acromatopsia en monos; sin embargo, también arroja luz sobre las áreas del cerebro relacionadas con la acromatopsia en humanos. En el estudio, un grupo de monos (grupo AT) recibió lesiones en el lóbulo temporal anterior a V4 y el otro grupo (grupo MOT) recibió lesiones en el área occipitotemporal, que corresponde en ubicación craneal a la lesión que produce la acromatopsia cerebral en humanos. El estudio concluyó que el grupo MOT no tenía deterioro de la visión del color, mientras que los sujetos del grupo AT presentaban deterioros graves de la visión del color, lo que coincide con los casos de acromatopsia cerebral diagnosticados. ^{[ 23 ]} Este estudio muestra que las áreas del lóbulo temporal anteriores a V4, que incluyen la circunvolución temporal inferior, desempeñan un papel importante en pacientes con acromatopsia cerebral.