¿La maquinaria visual dentro de tu cerebro es la misma que la mía?

Jun 18, 2024

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15 agosto 2023

Durante mucho tiempo se ha creído que la arquitectura fundamental de nuestro cerebro está organizada de manera similar de persona a persona. Hemos asumido que la corteza visual de todos estará en una posición similar y ocupará un área similar en el cerebro de cada persona. Resulta que ese no es el caso.

El profesor Marcello Rosa es el Jefe del Programa de Neurociencia de Monash BDI y Jefe del Laboratorio de Estructura, función y plasticidad de la corteza cerebral. Es coautor principal, junto con el Dr. Alex Puckett (Universidad de Queensland), de un artículo que explora la organización del cerebro con un enfoque particular en la corteza visual.

El profesor Rosa dijo que sorprendentemente se sabe poco sobre cuán variables son los cerebros humanos en términos de su organización funcional.

“¿Todos los cerebros humanos tienen las mismas áreas en la corteza cerebral, la parte involucrada en la percepción consciente, la acción especializada y los procesos cognitivos? ¿Estas áreas están organizadas de la misma manera en ti y en mí? Dijo la profesora Rosa.

"En este estudio hemos utilizado las representaciones de la retina en la corteza visual, características que pueden cuantificarse con precisión mediante imágenes de resonancia magnética funcional, para comprender mejor esta cuestión", dijo.

La atención de los investigadores se centró en la segunda y tercera áreas visuales (también conocidas como V2 y V3). Éstas estuvieron entre las primeras áreas visuales que se cartografiaron en detalle, hace más de cincuenta años. Desde entonces se ha pensado que están organizados de manera estereotipada entre individuos.

Representación esquemática del cerebro que muestra las áreas canónicas de la corteza visual (V): V1 (amarillo) V2 (naranja) V3 (azul) Imagen: Wikimedia Commons

Se observó un alto e inesperado grado de variabilidad entre los cerebros. La investigación encontró que la visión del “libro de texto” sobre la organización de V2 y V3 solo se aplicaba a un tercio de los individuos en el estudio, y los otros dos tercios mostraban mapeos geométricos más complejos de la retina en la corteza.

Este trabajo plantea preguntas importantes sobre los mecanismos de desarrollo responsables de la formación de mapas visuales e indica que existe una variación significativa dentro del cerebro de una población sana.

"Esto significa que la forma en que nuestros cerebros configuran una función como la visión, que se podría pensar que está relativamente programada (en realidad, una plantilla evolutiva sin mucha variación) podría depender mucho más de nuestra interacción temprana con nuestro entorno", afirma la profesora Rosa. dicho.

“Utilizamos datos de la base de datos del Human Connectome Project (HCP). Una de las cosas más destacables es que se consideró que todos los participantes en este estudio tenían una función visual normal. No tendrías idea de que su vía visual estaba organizada de manera diferente. La función visual se logra independientemente, pero el mapeo cerebral que se ha realizado varía notablemente de persona a persona”, dijo.

La Dra. Elizabeth Zavitz, que fue líder de grupo en Monash BDI hasta hace poco, trabajó en el análisis con la primera autora, la estudiante de doctorado Fernanda Ribeiro (con sede en la Universidad de Queensland).

“Fernanda adoptó un enfoque novedoso para el análisis, reutilizando una medida de similitud común en el campo del aprendizaje automático para hacer comparaciones por pares entre los cerebros de los participantes. Esto nos permitió hacer un análisis de conglomerados y demostrar que hay más de una organización cerebral 'típica' dentro del conjunto de datos del HCP”, afirmó el Dr. Zavitz.

Desde el punto de vista práctico, la investigación también plantea dudas sobre la fiabilidad con la que se pueden predecir las ubicaciones y la organización interna de las áreas basándose en "plantillas" cerebrales (mapas promedio que se utilizan ampliamente en la investigación del cerebro).

El autor principal conjunto, el Dr. Alex Puckett, investigador de la Universidad de Queensland, dijo que se ha vuelto cada vez más común que los investigadores definan la ubicación de las áreas visuales corticales utilizando un enfoque basado en plantillas, en lugar de mediciones empíricas.

“Nuestro trabajo recomienda encarecidamente tener precaución al hacerlo. Para ser precisas, estas predicciones deben poder tener en cuenta el alto grado de variabilidad que hemos descubierto”, afirmó el Dr. Puckett.

“En el futuro, la práctica médica está estudiando el desarrollo e implantación de dispositivos de interfaz cerebro-computadora, como el iniciado por Bionic Vision Group de Monash. Para ello necesitaremos mapas cerebrales individualizados. Este tipo de investigación básica nos da una idea de la variabilidad que podemos esperar encontrar”, afirmó la profesora Rosa.

Lea el artículo completo, publicado en eLife,La variabilidad de los mapas del campo visual en la corteza extraestriada temprana humana desafía el modelo canónico de organización de V2 y V3.

DOI: 10.7554/eLife.86439

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