Desmitificando la Visión: Las Ilusiones Ópticas Iluminan las Vías Neuronales

Un estudio revolucionario muestra que los ratones perciben ilusiones de propagación de color neón, mejorando nuestra comprensión del procesamiento visual. Crédito: SciTechDaily.com

Por primera vez, la investigación muestra que un cierto tipo de ilusión visual, la propagación de color neón, funciona en los ratones. El estudio también es el primero en combinar el uso de dos técnicas de investigación llamadas electrofisiología y optogenética para estudiar esta ilusión. Los resultados de los experimentos en ratones resuelven un largo debate en neurociencia sobre qué niveles de neuronas dentro del cerebro son responsables de la percepción de brillo.

Todos estamos familiarizados con las ilusiones ópticas; algunas son novedosas, mientras que otras están a nuestro alrededor. Incluso mientras miras la pantalla frente a ti, te engañan para que pienses que estás viendo el color blanco. Lo que realmente estás viendo son muchos elementos rojos, verdes y azules tan juntos que da la impresión de ser blanco. Otro ejemplo es una rueda o hélice de rotación rápida, que puede parecer brevemente que está invirtiendo su dirección mientras acelera a toda velocidad.

En cualquier caso, podría ser sorprendente saber que las ilusiones ópticas no solo son divertidas de ver sino que también pueden ser una herramienta útil para aprender más sobre los ojos, los nervios, las mentes y los cerebros.

¿Qué ves? Esta es una ilusión clásica de propagación de color neón y no es la misma que se usó en estos experimentos. Es probable que puedas mirar esto e inicialmente ver un círculo azul claro en contraste leve con el fondo blanco. Pero en realidad, el fondo es completamente blanco; es como si el azul de las secciones azules de los filamentos negros se filtrara en el círculo sugerido por los extremos de las líneas azules. Crédito: Wikimedia / blebspot, editado

El profesor adjunto Masataka Watanabe del Departamento de Innovación de Sistemas de la Universidad de Tokio tiene la misión de entender más sobre la naturaleza de la conciencia. Es un área temática vasta, por lo que naturalmente hay muchas formas de explorarla, y entre otras cosas, utiliza ilusiones ópticas. Su investigación más reciente analizó si un cierto tipo de ilusión que funciona en los humanos también funcionaría en los ratones. Y resulta que sí. Pero, ¿por qué es esto significativo?

“Saber que este tipo de ilusión, llamada ilusión de propagación de color neón, funciona en ratones así como en humanos, es útil para neurocientíficos como yo, ya que significa que los ratones pueden servir como sujetos de prueba útiles para casos en los que los humanos no pueden”, dijo Watanabe. "Para entender realmente lo que sucede dentro del cerebro durante las experiencias perceptuales, necesitamos utilizar ciertos métodos que no podemos aplicar a las personas. Estos incluyen la electrofisiología, que es la grabación de la actividad neural con electrodos, y la optogenética, donde los pulsos de luz permiten o desactivan la activación de neuronas específicas en un cerebro vivo".

El experimento de Watanabe fue el primero de su tipo en hacer uso de la electrofisiología y la optogenética al mismo tiempo en sujetos de prueba animal expuestos a la ilusión de propagación de color neón, lo que permitió a su equipo ver con precisión qué estructuras dentro del cerebro son responsables del procesamiento de la ilusión.

"Después de que un estímulo visual llega al ojo, es llevado al cerebro por los nervios y luego es recibido por una serie de capas de neuronas llamadas V1, V2 y así sucesivamente, donde V1 es la primera y la más básica capa, y V2 y las capas superiores se consideran capas superiores", dijo Watanabe.

"Existe un antiguo debate en neurociencia sobre el papel que juegan los niveles superiores en la percepción de brillo y no fue fácil de estudiar. Nuestro experimento en ratones nos ha mostrado que las neuronas en V1 respondieron no solo a la ilusión, sino también a una versión no ilusoria del mismo tipo de patrón mostrado. Pero solo cuando la versión ilusoria se mostró a los ratones, las neuronas en V2 también jugaron un papel crucial: el de modular la actividad de las neuronas en V1, demostrando así que las neuronas V2 de hecho juegan un papel en la percepción del brillo".

Este experimento ha demostrado que los modelos de ratones pueden ser efectivos en este área de la neurociencia. Watanabe espera que esto sea solo el comienzo y que dichos experimentos ayudarán a su gran objetivo de aclarar el mecanismo neural de la conciencia.

Referencia: "Brightness illusions drive a neuronal response in the primary visual cortex under top-down modulation" por Alireza Saeedi, Kun Wang, Ghazaleh Nikpourian, Andreas Bartels, Nikos K. Logothetis, Nelson K. Totah y Masataka Watanabe, 23 de abril de 2024, Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-024-46885-6