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Modularidad visual

En neurociencia cognitiva , la modularidad visual es un concepto organizativo que describe cómo funciona la visión . El funcionamiento del sistema visual de los primates es obje...

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En neurociencia cognitiva , la modularidad visual es un concepto organizativo que describe cómo funciona la visión . El funcionamiento del sistema visual de los primates es objeto de un intenso escrutinio científico. Una tesis dominante sostiene que las diferentes propiedades del mundo visual ( color , movimiento , forma , etc.) requieren soluciones computacionales distintas, implementadas en regiones anatómicamente y funcionalmente diferentes que operan de forma independiente, es decir, de manera modular. [ 1 ]

Procesamiento de movimiento

La acinetopsia , término acuñado por Semir Zeki , [ 2 ] se refiere a una condición intrigante causada por daño a la corteza extraestriada MT+ (también conocida como área V5) que hace que los humanos y los monos sean incapaces de percibir el movimiento, viendo el mundo en una serie de "marcos" estáticos en su lugar [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] e indica que podría haber un "centro de movimiento" en el cerebro. Por supuesto, tales datos solo pueden indicar que esta área es al menos necesaria para la percepción del movimiento, no que sea suficiente; sin embargo, otras evidencias han demostrado la importancia de esta área para la percepción del movimiento en primates. Específicamente, la evidencia fisiológica, de neuroimagen, perceptiva, eléctrica y de estimulación magnética transcraneal (Tabla 1) converge en el área V5/hMT+. La evidencia convergente de este tipo apoya un módulo para el procesamiento del movimiento. Sin embargo, es probable que esta visión sea incompleta: otras áreas están involucradas con la percepción del movimiento , incluyendo V1, [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] V2 y V3a [ 10 ] y áreas que rodean V5/hMT+ (Tabla 2). Un estudio reciente de fMRI estableció el número de áreas de movimiento en veintiuna. [ 11 ] Claramente, esto constituye una corriente de diversas áreas anatómicas. El grado en que esto es "puro" está en cuestión: con la acinetopsia vienen graves dificultades para obtener estructura a partir del movimiento . [ 12 ] V5/hMT+ ha sido implicado desde entonces en esta función [ 13 ] así como en la determinación de la profundidad. [ 14 ] Por lo tanto, la evidencia actual sugiere que el procesamiento del movimiento ocurre en una corriente modular, aunque con un papel en la percepción de la forma y la profundidad en niveles superiores.

Procesamiento del color

Evidencia convergente similar sugiere modularidad para el color. Comenzando con el hallazgo de Gowers [ 29 ] de que el daño a los giros fusiformes/linguales en la corteza occipitotemporal se correlaciona con una pérdida en la percepción del color ( acromatopsia ), la noción de un "centro de color" en el cerebro de los primates ha tenido un apoyo creciente. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] Nuevamente, dicha evidencia clínica solo implica que esta región es crítica para la percepción del color , y nada más. Sin embargo, otra evidencia, incluyendo neuroimagen [ 11 ] [ 33 ] [ 34 ] y fisiología [ 35 ] [ 36 ] converge en V4 como necesario para la percepción del color. Un metaanálisis reciente también ha mostrado una lesión específica común a los acrómatas correspondiente a V4. [ 37 ] Desde una dirección completamente diferente se ha encontrado que cuando los sinestésicos experimentan color por un estímulo no visual, V4 está activo. [ 38 ] [ 39 ] Con base en esta evidencia, parecería que el procesamiento del color es modular. Sin embargo, al igual que con el procesamiento del movimiento, es probable que esta conclusión sea inexacta. Otra evidencia mostrada en la Tabla 3 implica la participación de diferentes áreas con el color. Por lo tanto, puede ser más instructivo considerar una secuencia de procesamiento del color de múltiples etapas desde la retina hasta las áreas corticales que incluyen al menos V1 , V2 , V4 , PITd y TEO. En consonancia con la percepción del movimiento, parece haber una constelación de áreas que se utilizan para la percepción del color . Además, V4 puede tener un papel especial, pero no exclusivo. Por ejemplo, el registro de células individuales ha demostrado que solo las células V4 responden al color de un estímulo en lugar de a su banda de longitud de onda, mientras que otras áreas involucradas con el color no lo hacen. [ 35 ] [ 36 ]

Procesamiento de formularios

Otro caso clínico que sugeriría a priori un módulo para la modularidad en el procesamiento visual es la agnosia visual . La paciente DF, bien estudiada, es incapaz de reconocer o discriminar objetos [ 49 ] debido a daños en áreas de la corteza occipital lateral, aunque puede ver escenas sin problema; literalmente puede ver el bosque pero no los árboles. [ 50 ] Las neuroimágenes de individuos intactos revelan una fuerte activación occipitotemporal durante la presentación de objetos y una activación aún mayor para el reconocimiento de objetos. [ 51 ] Por supuesto, dicha activación podría deberse a otros procesos, como la atención visual. Sin embargo, otras evidencias que muestran un acoplamiento estrecho de cambios perceptivos y fisiológicos [ 52 ] sugieren que la activación en esta área sustenta el reconocimiento de objetos. Dentro de estas regiones hay áreas más especializadas para el análisis facial o de grano fino, [ 53 ] la percepción del lugar [ 54 ] y la percepción del cuerpo humano. [ 55 ] Quizás una de las evidencias más sólidas de la naturaleza modular de estos sistemas de procesamiento es la doble disociación entre la agnosia de objetos y la agnosia facial (prosop). Sin embargo, al igual que con el color y el movimiento, las áreas tempranas (véase [ 46 ] para una revisión exhaustiva) también están implicadas, lo que respalda la idea de una vía de múltiples etapas que termina en la corteza inferotemporal en lugar de un módulo aislado.

Modularidad funcional

Uno de los primeros usos del término "módulo" o "modularidad" aparece en el influyente libro " Modularidad de la mente " del filósofo Jerry Fodor . [ 56 ] Pylyshyn (1999) publicó una aplicación detallada de esta idea al caso de la visión, argumentando que existe una parte significativa de la visión que no responde a las creencias y es "cognitivamente impenetrable". [ 57 ]

Gran parte de la confusión sobre la modularidad existe en neurociencia porque hay evidencia de áreas específicas (por ejemplo, V4 o V5/hMT+) y los déficits conductuales concomitantes después de una lesión cerebral (por lo tanto, tomado como evidencia de modularidad). Además, la evidencia muestra que otras áreas están involucradas y que estas áreas subyacen al procesamiento de múltiples propiedades (por ejemplo, V1 [ 58 ] ) (por lo tanto, tomado como evidencia en contra de la modularidad). Que estas vías tengan la misma implementación en áreas visuales tempranas, como V1, no es inconsistente con un punto de vista modular: para adoptar la analogía canónica en cognición, es posible que diferentes programas se ejecuten en el mismo hardware. Una consideración de datos psicofísicos y neuropsicológicos sugeriría apoyo para esto. Por ejemplo, la psicofísica ha demostrado que las percepciones de diferentes propiedades se realizan de manera asíncrona. [ 24 ] [ 25 ] Además, aunque los acrómatas experimentan otros defectos cognitivos [ 59 ] no tienen déficits de movimiento cuando su lesión se restringe a V4, o pérdida total de la percepción de la forma . [ 60 ] De manera similar, el paciente con akinetopsia de Zihl y colegas no muestra déficit en la percepción del color o de los objetos (aunque derivar profundidad y estructura del movimiento es problemático, ver más arriba) y los agnósticos de objetos no tienen daño en la percepción del movimiento o del color, lo que hace que los tres trastornos sean triplemente disociables . [ 4 ] Tomado en conjunto, esta evidencia sugiere que, aunque las propiedades distintas pueden emplear las mismas áreas visuales tempranas, son funcionalmente independientes. Además, que la intensidad de la experiencia perceptiva subjetiva (por ejemplo, el color) se correlaciona con la actividad en estas áreas específicas (por ejemplo, V4), [ 33 ] la evidencia reciente de que los sinestésicos muestran activación de V4 durante la experiencia perceptiva del color, así como el hecho de que el daño a estas áreas resulta en déficits conductuales concomitantes (el procesamiento puede estar ocurriendo, pero los perceptores no tienen acceso a la información) son todas evidencias de modularidad visual.

Véase también

Referencias

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