ILUSIONES VISUALES Y NEUROBIOLOGA

1
ILUSIONES VISUALES Y NEUROBIOLOGÍA
2

• Avances en el estudio de las ilusiones
• Introducción
• Qué es una ilusión?
• Propósito de la presentación
• Proceso de la inhibición lateral (IL)
• Ilusiones que se presentan de la IL y de la
  excitación
• El descubrimiento de la neurona
• Efectos perceptivos locales y globales
• Contornos Ilusorios
• Movimiento Aparente post-efectos
• Teorías sobre la percepción del color
• Color Aparente Post-efectos
• Efecto McCollough
• Estímulos ambigüos
• Fenómeno del flash-lag
• El futuro de las ilusiones

Í N D I C E
3
AVANCES NEUROLÓGICOS EN EL ESTUDIO DE LAS
ILUSIONES
4
INTRODUCCIÓN

• El acto de 'ver' parece que requiera tan poco
  esfuerzo que es difícil de apreciar la maquinaria
  tan sumamente sofisticada que es la base
• del proceso

5
QUÉ ES UNA ILUSIÓN?

• DEFINICIÓN
• Efecto sobre el sentido de la vista caracterizado
  por la percepción visual de imágenes que son
  falsas o erróneas.

FALSAS si no existe realmente lo que el cerebro
ve o ERRÓNEAS si el cerebro interpreta
equivocadamente la información visual.
6
PROPÓSITO DE LA PRESENTACIÓN

• Explicación de las distintas categorías de la
  ilusión (exploradas más tradicionalmente en
  historia y en la neurología moderna)
• Ilustrar como tales ilusiones han ayudado a
  dirigir la investigación de la neurología

7
PROCESO DE LA INHIBICIÓN LATERAL

• La interacción neuronal en la retina no se
  produce sólo de abajo a arriba (fotorreceptores?bi
  polares?ganglionares)
• En la retina se dan también efectos de
  interacción laterales (células horizontales)
• La organización diferencial entre centro y
  periferia de los campos receptivos de las células
  ganglionares tiene mucho que ver con estos
  procesos

8
RETINA

• Las células ganglionares tienen campos receptivos
  en forma ON-OFF que permiten inhibir o favorecer
  las respuestas de los receptores adyacentes

Célula OFF-ON Informa sobre cuánto más oscuro es
un objeto que su alrededor
Célula ON-OFF Informa sobre cuánto más claro es
un objeto que su alrededor
9

• La inhibición lateral es uno de los procesos
  básicos más importantes en la explicación de
  muchos fenómenos perceptivos, como la percepción
  del contraste, y ciertas ilusiones perceptivas
  muy llamativas
• Este mecanismo fisiológico produce siempre el
  efecto de percibir más brillante la zona rodeada
  de un área oscura y, recíprocamente, más oscura
  la zona rodeada de un área clara.

10
ILUSIONES QUE SE PRESENTAN DE LA INHIBICIÓN
LATERAL Y DE LA EXCITACIÓN

• BANDAS DE MACH (1865)
• REJILLA DE HERMANN (1870)
• ILUSIÓN DE ZOLLNER (1860)
• ILUSIÓN DEL CONTRASTE DE COLOR

11
EL DESCUBRIMIENTO DE LA NEURONA

• En 1887, RAMÓN Y CAJAL comenzó a experimentar con
  la
• técnica de Camillo Golgi sobre la impregnación de
  plata
• en el tejido fino de los nervios.
• Cajal comenzó a ver el sistema nervioso como
  estando
• compuesto por mil millones de células separadas
  del
• nervio, en vez de una red continua. Esa idea,
  conocida
• como la doctrina de la neurona, estableció el
  corazón de la
• neurología moderna.
• Sin embargo, saber que el cerebro está
• compuesto de mil millones de células nos dice
  poco sobre cómo esas células codifican la
  información y los principios de su interacción

12
EFECTOS PERCEPTIVOS LOCALES Y GLOBALES

• ! Los campos receptivos clásicos pueden explicar
  efectos perceptivos locales tales como LA REJILLA
  DE HERMANN y LAS VENDAS DE MACH, pero no son
  suficientes explicar efectos perceptivos globales
  
• Después, algunos fisiólogos afirmaron que la
  respuesta de una neurona a un estímulo podría
  verse afectada perceptiblemente por los estímulos
  presentados fuera del campo receptivo
• Éstos efectos indican que las neuronas
  individuales pueden integrar información de áreas
  grandes de la corteza visual

13
LOS CONTORNOS ILUSORIOSEl triángulo de Kanizsa
demuestra que podemos percibir las fronteras de
un objeto incluso en las regiones de la imagen
donde no hay evidencia visual directa para
ellasÉste es un ejemplo del fenómeno de
contornos ilusorios o subjetivos
14
MOVIMIENTO APARENTEPOST-EFECTOS

• Experiencia no verídica de movimiento que sigue
  de una exposición prolongada a movimiento físico
• La ilusión de la catarata

15

• EXNER (1875)
• Muestra mediante un experimento que los
  observadores somos capaces de percibir movimiento
  a partir de la presentación de dos estímulos
  separados en el espacio y en el tiempo
• (60 milisegundos de separación temporal)
• Esto nos revela que el sistema visual está
  capacitado para codificar directamente el
  movimiento, sin pasar previamente por la
  codificación de la distancia

16
TEORÍAS SOBRE LA PERCEPCIÓN DEL COLOR

17
COLOR APARENTE POST-EFECTOS

• Si durante un período de tiempo nos habituamos a
  una estimulación, después podremos experimentar
  ciertos fenómenos ilusorios
• IMÁGENES DIFERIDAS

18
EFECTO MCCOLLOUGH

• En 1965, CELESTE MCCOLLOUGH divulgó la
  primera repercusión contingente, en la cual
  prolongó la visión de un patrón que consiste en 2
  cuadrados uno de rayas horizontales sobre un
  fondo rojo y otro de rayas verticales sobre un
  fondo verde.
• Se llama EFECTO DE MCCOLLOUGH y ha sido el
  foco de la investigación en curso hasta ahora. El
  efecto dura típicamente por horas, o aún durante
  la noche
• La causa exacta del efecto es desconocida, y
  actualmente se encuentra bajo investigación. No
  se trata de una caja simple de neuronas
  fatigadas hay neurotransmisores implicados y
  aparece ser responsable de la naturaleza duradera
  del efecto

19
ESTÍMULOS AMBIGUOS

• Aunque nada cambia en la imagen, hay más de una
  forma de interpretación del estímulo por el
  sistema visual, y las revocaciones perceptivas
  ocurren
• La revocación indica que el proceso cortical es
  un proceso activo que intenta dar sentido a toda
  la información entrante
• ILUSIÓN FIGURA-FONDO COPA DE RUBIN
• ILUSIÓN POR AMBIGÜEDAD DE
  PROFUNDIDAD CUBO DE NECKER

20
ILUSIÓN DEL FLASH-LAG

• Dicho fenómeno establece que un flash se percibe
  retrasado en relación a un objeto móvil cuando
  físicamente están co-localizados
• Algunos resultados muestran que este efecto
  ilusorio puede explicarse a partir de un
  mecanismo de extrapolación del movimiento que
  realiza el cerebro a fin de compensar los
  errores en la posición de los objetos móviles
  que producirían las demoras neuronales.
• Los resultados sugieren que la codificación de la
  información temporal y de movimiento en el
  cerebro no representa necesariamente
  procesamientos independientes.
• Por el contrario parece existir evidencia de una
  integración de las señales de movimiento y de
  tiempo a nivel sensorial

21
EL FUTURO DE LAS ILUSIONES

• Varios principios biológicos se han descrito
  del estudio cuidadoso de ilusiones, y éstos
  continuarán dirigiendo la investigación de la
  neurología.
• Muchas ilusiones siguen sin resolverse, pero
  proporcionan la tierra fértil para la generación
  siguiente de experimentos y de técnicas.
• Algunas direcciones prometedoras del progreso son
  estudiar ilusiones con técnicas experimentales
  más sofisticadas disponibles actualmente para la
  medida de la actividad en el cerebro humano.
• El futuro mantiene la gran promesa para las
  nuevas técnicas de la medida

22
Bibliografía

• Eagleman, D.M. (2001) Visual Illusions and
  Neurobiology. Nature Reviews Neuroscience. 2(12)
  920-6.http//translate.google.com/translate?hles
  slenuhttp//faculty.washington.edu/chudler/aft
  er.htmlprev/search3Fq3Dafter-images26hl3Des
  26lr3D26sa3DG
• http//translate.google.com/translate?hlesslen
  uhttp//www.yorku.ca/eye/afterima.htmprev/searc
  h3Fq3Dafter-images26hl3Des26lr3D26sa3DG
• http//www.personal.us.es/jcordero/PERCEPCION/Cap0
  2.htm
• http//www.horusgo.com/ilusionesopticas.htm

23

• PERCEPCIÓ, MOVIMENT I ACCIÓ
• Anna Gálvez García
• Curso 2005-2006
• módulo 50
• GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN!
• ?

24
ÍNDICE

• DEFINICIÓN
• PROCESO VISUAL PARTES DEL OJO
• ÁREAS DE PROYECCIÓN VISUAL
• ALGUNOS MECANISMOS BÁSICOS DE LA VISIÓN
• CAMPOS RECEPTIVOS
• INHIBICIÓN LATERAL
• MAGNIFICACIÓN CORTICAL

25
La percepción visual es un proceso sensorial que
se inicia en la retina, continúa en el tálamo y
finaliza en corteza cerebral, donde los
estímulos luminosos procedentes del mundo que
nos rodea se hacen conscientes
26
PROCESO VISUAL PARTES DEL OJO
27
ÁREAS DE PROYECCIÓN VISUAL

• La información procesada retinalmente se
  transmite al cerebro por los axones ganglionares
  de los nervios ópticos, uno de cada ojo, por dos
  vías distintas
• La VÍA PRIMARIA a través del sistema genicular
  estriado
• La VÍA SECUNDARIA a través del sistema
  tectopulvinar
• Los dos nervios ópticos se cruzan en el quiasma
  óptico. En este cruce de caminos en forma de X
  unas fibras del ojo izquierdo van al hemisferio
  cerebral derecho y otras hacia el izquierdo.
  Igualmente, fibras del ojo derecho van al
  hemisferio cerebral izquierdo y otras al derecho
• CIRCUITO?

28
(No Transcript)
29
ALGUNOS MECANISMOS BÁSICOS DE LA VISIÓN

• Traspasan las fronteras de las áreas habituales
  de investigación en visión y pueden dar cuenta de
  un gran número de fenómenos encontrados en la
  percepción visual.
• 1. CAMPOS RECEPTIVOS
• Las células que componen el sistema visual
  funcionan de acuerdo a la estimulación recibida
  en el llamado CAMPO RECEPTIVO.
• Hay 2 tipos de campos receptivos, y, por tanto,
  de respuestas ganglionares
• DE CENTRO ENCENDIDO (OFF-ON)? La célula
  ganglionar se activa máximamente si se activan
  los receptores del centro de su campo y
  permanecen sin activar los receptores de la
  periferia
• DE CENTRO APAGADO (ON-OFF)? La ganglionar está
  máximamente activa si los receptores del centro
  de su campo no son activados por la luz y sí lo
  son los situados en la periferia
• Los patrones de iluminación mixtos producen, como
  es lógico, niveles de activación menos acusados.
  La percepción del contraste es óptima en aquellos
  casos en que el patrón estimular se ajusta, por
  así decirlo, a la estructura física del campo
  receptivo

30

• 2. INHIBICIÓN LATERAL
• La interacción neuronal en la retina no se
  produce sólo de abajo a arriba, esto es, de los
  fotorreceptores a las bipolares y de éstas a las
  ganglionares. En la retina se dan también efectos
  de interacción laterales.
• La organización diferencial entre centro y
  periferia de los campos receptivos de las células
  ganglionares tiene mucho que ver de hecho con
  estos procesos de interacción lateral.
• Las activaciones de las neuronas de cada parte
  (centro y periferia) se suman, pero la activación
  general de la célula ganglionar implica computar
  los efectos diferenciales de cada parte. De esta
  manera, si las dos partes del campo receptivo
  reciben el tipo de estimulación que necesitan,
  sus efectos se suman y se alcanza un nivel de
  activación máximo en la ganglionar, pero si el
  estímulo produce efectos opuestos en el centro y
  en la periferia, las dos regiones antagonistas
  compiten entre sí y la célula ganglionar
  correspondiente se mantiene casi inactiva.
• Esta interacción entre regiones antagonistas es
  conocida como INHIBICIÓN LATERAL.
• La inhibición lateral es uno de los procesos
  básicos más importantes en la explicación de
  muchos fenómenos perceptivos, como la percepción
  del contraste, y ciertas ilusiones perceptivas
  muy llamativas

31

• 3. MAGNIFICACIÓN CORTICAL
• Como se puede ver al seguir el largo de viaje
  neurológico de la actividad del sistema visual,
  en las vías visuales de proyección, la
  organización del sistema visual mantiene una
  cierta fidelidad a los objetos externos, o,
  mejor, a la estructura óptica del medio.
• Esta relación topológica, aunque con ciertas
  inversiones en la retina y el quiasma, se
  mantiene también a nivel cortical, de manera que
  se puede decir que en el córtex se proyecta en
  cada momento una especie de mapa topológicamente
  equivalente a la imagen externa, esto es, zonas
  próximas en la imagen externa activan células
  próximas en el córtex visual. Sin embargo, la
  investigación ha demostrado que las zonas más
  importantes del campo visual, que son también las
  zonas mejor enfocadas, y, por lo tanto,
  procesadas por los conos de la fóvea, merecen más
  territorio cortical que las zonas periféricas.
• Este hecho explica distintas formas de percepción
  del campo visual en términos de resolución,
  percepción del movimiento, etc.

32
PRINCIPALES CÉLULAS DE LA RETINA
33
BANDAS DE MACH
34
REJILLA DE HERMANN
35
EFECTO DESCHRAUF Y WIST
36
ILUSIÓN DE ZOLLNER
37
CONTRASTE DE COLOR
38
CONTRASTE SIMULTANEO DE COLOR
39
KANISZA
40
EFECTO MCCOLLOUGH
41
(No Transcript)
42
ILUSIÓN DE LAS CARAS-COPA
43
CUBO DE NECKER
44
(No Transcript)
45
FENÓMENO DEL FLASH-LAG
REALIDAD
Objeto en movimiento
PERCEPCIÓN
46

• CÓRNEA
• Parte delantera y central de la esclerótica se
  trata de un tejido duro y transparente, al estar
  formada por proteínas y agua y no poseer ningún
  vaso capilar.
• La córnea presenta una cierta curvatura que
  contribuye a torcer la dirección de la luz
  concentrándola en la pequeña apertura de la
  pupila.

47
CRISTALINO Lente flexible cuyo objetivo consiste
en doblar de nuevo la luz que ya había sido
desviada por la córnea, concentrándola en una
pequeña zona en el fondo retinal del ojo.
48
ESCLERÓTICA Tejido duro, blanco y fibroso que
conforma la parte exterior del globo ocular. Es
lo que comúnmente conocemos como el blanco del
ojo.
49
FÓVEA Pequeña región en el centro de la retina
se trata de la zona con mayor densidad de
fotorreceptores. En concreto, se observa que no
existen bastones, sólo conos en una estructura
altamente compacta, y con una forma ligeramente
distinta a la que presentan en el resto de la
superficie retinal (son más alargados y más
finos). Se puede decir que es la parte más
importante de la retina, puesto que cuando
fijamos la mirada en un objeto no hacemos otra
cosa que mover la cabeza y los ojos para que la
proyección de su imagen en el fondo del ojo se
realice precisamente sobre la fóvea.
50
IRIS Músculo circular que rodea a la pupila y que
permite regular la cantidad de luz que entra en
el ojo, de tal forma que se cerrará siempre que
la luz sea muy potente y se abrirá en situaciones
de penumbra.
51
NERVIO ÓPTICO Haz formado por los axones de las
células ganglionares de la retina. El punto en el
que se concentran todos los axones es el único en
toda la retina que carece de células
fotorreceptoras, y por lo tanto, de visión de
ahí que reciba el nombre de punto ciego.
52
PUPILA Apertura redonda situada en el centro del
ojo que permite que la luz pase al interior del
mismo.
53
RETINA Tejido fotorreceptor que cubre la mayor
parte de la superficie interior del ojo presenta
una forma cóncava y constituye el plano sobre el
que se proyectan las imágenes que han
experimentado ya las transformaciones propias de
la óptica ocular en la córnea, cristalino y
humores oculares. La imagen que se forma en ella
es invertida, y corresponde de una forma un tanto
deformada a la imagen del objeto exterior sobre
el que se ha reflejado la luz que penetra ahora
hasta el fondo del ojo. Allí se absorben los
cuantos de luz y se transforman en energía
electroquímica que se transmite al cerebro por
medio de las fibras nerviosas del nervio óptico
esta emisión de energía hasta el cerebro es la
que produce la visión. La retina consta de tres
estratos básicos de tejido neural. El estrato que
contiene las células fotorreceptoras se encuentra
sorprendentemente en la parte más profunda de la
retina. En este nivel profundo se encuentran los
dos tipos de fotorreceptores los conos y los
bastones.
54
SISTEMA GENICULAR ESTRIADO Los haces fibrosos
que salen del quiasma óptico no se llaman ya
nervio óptico, sino tracto óptico. Una parte
principal de estas fibras alcanza una formación
cerebral denominada núcleo geniculado lateral
(NGL) situada en el tálamo (cerebro medio), donde
sinaptan con neuronas correspondientes. Las
fibras que salen del NGL se abren en forma de
abanico y llegan al lóbulo occipital (área
posterior del cerebro) al área 17 (córtex
estriado o corteza visual primaria) y a las áreas
18 y 19 (córtex extraestriado o corteza visual
secundaria). Las funciones visuales del sistema
genicular estriado se especializan en la
identificación y reconocimiento de imágenes.
55
SISTEMA TECTOPULVINAR La otra parte del tracto
óptico conduce a una formación en la base del
cerebro (cerebro medio) conocida como tecto,
mucho más antigua evolutivamente. La parte visual
del tecto conecta con el colículo superior, desde
donde la proyección sigue más arriba hacia el
tálamo, tocando los núcleos pulvinar y lateral
posterior. Por último, las fibras se encaminan a
las áreas visuales del córtex (áreas 17, 18 y
19). Las funciones visuales del sistema
tectopulvinar tienen que ver con la localización
de objetos en el espacio.