Investigadores revelan una paleta de colores en el cerebro

Investigadores revelan una paleta de colores en el cerebro
Resumen: El estudio relaciona la estructura del cerebro con la función perceptiva del color. La microscopía reveló «mapas de tonos» o paletas de colores en el cerebro, que son arreglos organizados espectralmente de las respuestas de tonos.

Un estudio reciente publicado en Neuron ha descrito con más detalle que nunca la representación anatómica de las sensaciones de color en la corteza cerebral, vinculando la estructura del cerebro con la función perceptiva.

Este descubrimiento fue el fruto de la colaboración entre investigadores del laboratorio del Dr. Wang Wei en el Instituto de Neurociencia, el Centro de Excelencia en Ciencia del Cerebro y Tecnología de Inteligencia de la Academia China de Ciencias, el Laboratorio Estatal de Neurociencia y el laboratorio del Dr. Tang Shiming en la Universidad de Pekín.

El color se encuentra a menudo en el centro de los debates filosóficos sobre la naturaleza de la experiencia consciente, principalmente porque el color, más que cualquier otra sensación, ilustra que toda percepción es una creación mental. Como descubrió a principios del siglo XVIII Isaac Newton, las longitudes de onda visibles de la radiación electromagnética no están intrínsecamente coloreadas; los miles de tonos diferentes que podemos reconocer son simplemente etiquetas arbitrarias creadas por el cerebro para representar las diversas composiciones espectrales de la luz a través de la imagen retiniana.

Más técnicamente, las salidas de los fotorreceptores retinianos que discriminan las longitudes de onda se combinan y procesan para generar eventualmente un espacio de color perceptual. Las señales de color se procesan a través de múltiples etapas neuronales en el sistema cerebral profundo; sin embargo, no se entiende bien cómo nuestros cerebros transforman los eventos de nivel cuántico en fotorreceptores para producir los miles de tonos diferentes que vemos todos los días.

Para abordar esta pregunta, los investigadores de los laboratorios de los doctores Wang y Tang aplicaron múltiples técnicas capaces de obtener imágenes de la actividad cerebral de los macacos a diferentes escalas y niveles de resolución a través de sucesivas estaciones de procesamiento en la corteza conocidas como áreas V1, V2 y V4. El objetivo de su estudio fue examinar los cambios jerárquicos en los patrones de actividad cuando estas áreas procesan exactamente el mismo patrón de color.

Los métodos de obtención de imágenes revelan «mapas de tonos», es decir, paletas de colores en el cerebro, arreglos organizados espectralmente de múltiples respuestas de tonos. Figurativamente, se puede pensar en ellos como en unos arcoíris de diversas conformaciones que se encuentran esparcidos por la superficie del cerebro.

Los nuevos hallazgos de este estudio surgen de la fina estructura de estos mapas de tonos. En V1, predominan los tonos rojos y azules, pero este patrón de la denominada dominancia “espectral final” retrocede en V2 y está casi ausente en V4. Esencialmente, los mapas de matices del cerebro se desarrollan jerárquicamente hacia la uniformidad del mapa de matices de percepción. 

Computacionalmente, el cerebro parece estar integrando progresivamente dos clases distintas de señales del oponente del cono que se originan en la retina. La información que define el tono preciso de cualquier luz dada está, por lo tanto, presente en V1, codificada por la relación de actividad entre las entradas del oponente del cono, pero no es perceptible hasta que se somete a un procesamiento combinatorio por neuronas individuales en el área V4 y estaciones de procesamiento superiores.

En resumen, este estudio comparativo revela una integración progresiva de las señales de activación del cono a la representación de tonos isotrópicos a lo largo de la jerarquía visual sobre la que se construye nuestro espacio de color perceptual.

Los doctores Liu Ye y Li Ming fueron los primeros coautores de este artículo. Los doctores Stewart Shipp de la University College London, Niall McLoughlin de la University of Manchester y Yang Yupeng de University of Science & Technology of China han contribuido a este trabajo en varias etapas.

Acerca de este artículo de investigación

Fuentes:

Chinese Academy of Sciences

Neurosciencenews

Imagen:
La imagen se otorga a CEBSIT.

Estudio original: acceso cerrado
“Hierarchical Representation for Chromatic Processing across Macaque V1, V2, and V4” by WANG Wei et al. Neuron.

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