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      “La  Humanidad  tiene  razones  que  la  Razón  del  Hombre  ignora”    

NOTAS

Cerebro

Neuronas formadoras de imágenes en el cerebro

- 04.12.2000 - 


Las imágenes visuales vívidas pueden ser generadas voluntariamente en nuestras mentes en la ausencia de entradas visuales simultaneas.  Mientras se trata de contar el número de flores en el cuadro de Van Gogh Sunflowers, entender una descripción, o recordar un camino, los sujetos forman una imagen en sus “ojos de la mente”.  Si este proceso es determinado por los mismos mecanismos neuronales que determinan la percepción visual, ha sido un tema de mucho debate. 

La evidencia que provee la imagen funcional, la psicofísica, estudios neurológicos y la electrofisiología de monos sugiere un proceso común, pero existen pacientes con déficits de uno pero no del otro.  Aquí, investigamos directamente los sustratos neuronales del recuerdo visual estudiando neuronal individuales del lóbulo temporal medio mientras a los sujetos se les indicaba imaginar imágenes vistas previamente.  Encontramos neuronas individuales en el hipocampo, amígdala, corteza entorhinal y gyrus parahipocampal que alteraban sus grados de descarga selectivamente dependiendo del estimulo que los sujetos imaginaban.  De las neuronas que descargaban selectivamente, durante ambos la visión y la imaginación, la mayoría (88%) tenían selectividad idéntica.  Nuestro estudio revela una correlación entre neuronas individuales de imaginación visual voluntaria en humanos y sugiere la existencia de un sustrato común para el procesamiento de la información visual entrante y para el recuerdo visual.

Estudiamos directamente las correlaciones neuronales de la imagen visual analizando neuronas individuales en el cerebro humano.  Los sujetos eran nueve pacientes con epilepsia intratable farmacológicamente a los cuales se les implantaron electrodos bilateralmente en la amígdala, corteza entorhinal, hipocampo y gyrus parahipocampal.  Luego se comparó la selectividad de las neuronas durante la visión y la formación de imágenes visuales para diferentes estímulos.  Se mostraron dos imágenes separadamente por 1000ms por presentación y cinco repeticiones por imagen.  Las figuras fueron dibujadas en los siguientes grupos: caras que mostraban emociones, comidas y patrones complejos.  Luego, los sujetos cerraban sus ojos e imaginaban una de las dos figuras mostradas. 

Obtuvimos señales de 276 neuronas individuales en el lóbulo medial temporal.  Descubrimos que algunas de estas neuronas mostraban cambios selectivos en la velocidad de descarga mientras los sujetos miraban las figuras y cuando recordaban visualmente las imágenes con los ojos cerrados.  Una neurona fue considerada selectiva para uno de los grupos de estímulo si: (1) la velocidad de descarga durante la presentación del estímulo era significativamente diferente a la actividad basal; (2) la respuesta era diferente en todos los grupos de estímulo.; y (3) no se encontraban diferencias significativas en la respuesta a distintos estímulos individuales dentro del grupo.   

Encontramos un total de 44 neuronas (16% de todas las analizadas) que mostraban cambios selectivos en la velocidad de descarga durante la presentación visual.  Había 23 neuronas (8%) que mostraban cambios selectivos en la velocidad de descarga mientras los sujetos imaginaban visualmente  el mismo estímulo.  De estas 23 neuronas, 7 (30%) eran activadas exclusivamente durante la formación de imágenes, mientras que 16 (70%) eran selectivas para la visión.  Sorpresivamente, de estas 16 neuronas, 14 (88%) mostraban la misma selectividad durante la visión y durante la formación de imágenes.

¿Difiere la velocidad de descarga de las neuronas durante la visión que durante la formación de imágenes del mismo estímulo?  Para contestar esta pregunta, para las 14 neuronas con la misma selectividad computamos la velocidad de descarga durante todo el período de estimulación para el estímulo selectivo y lo dividimos por la actividad basal.  Hallamos una fuerte correlación entre la respuesta normalizada para la visión y para la formación de imágenes.  La pendiente entre la actividad durante la visión y durante la formación de imágenes era 0,74, indicando que la velocidad de descarga era un 25% más alto durante la visión.

¿Es posible que un observador ideal pueda predecir el grupo de estímulo que el sujeto está viendo o imaginando sobre la base de la velocidad de descarga de una neurona individual?  Observando la actividad de una neurona es posible predecir con bastante eficiencia que estaba viendo o imaginando el sujeto. 

Observamos tres tipos diferentes de neuronas selectivas.  Algunas neuronas respondían durante el procesamiento de la información visual entrante pero no durante la formación de imágenes (imaginación) (28/44).  También había neuronas activadas solo durante el recuerdo visual (7/23), que pueden estar involucradas en mecanismos de recuperamiento disociados de la visión.  Finalmente, algunas neuronas respondieron selectivamente durante ambos la visión y la formación de imágenes (16/23).  De estas 16 neuronas, 14 demostraban idéntica selectividad.  No encontramos segregación regional de neuronas selectivas durante la visión y durante la formación de imágenes; ambas se encontraron en todas las regiones.  Aunque nuestra data sugiere representación neuronal compartida en el lóbulo temporal medial, no anula la posibilidad de la segregación entre estos procesos.

Nuestros resultados proveen una rara oportunidad para observar la actividad de neuronas individuales en el cerebro humano directamente en la ausencia de la estimulación visual externa.  Esta actividad puede representar la recuperación de la información de la figura desde la memoria o el mantenimiento de la percepción visual durante la imaginación. La descarga de estas neuronal puede representar una correlación de la percepción común a la visión y formación de imágenes.  Dado el papel fundamental del lóbulo temporal medial en la memoria declarativa, también parece posible que estas neuronas puedan ser activadas durante el almacenamiento de la información visual entrante y luego ser reactivada durante el proceso de recuperación requerido para la formación de imágenes. 

Sobre la base de requerimientos para considerar a una neurona selectiva para un grupo de estímulo, se observaron neuronas selectivas para caras, objetos, y otros estímulos.

Si las comparaciones entre grupos no eran significantes pero la actividad era diferente de la basal, la neurona se definía como respondedora pero no selectiva.  No se observaron diferencias entre las neuronas del hemisferio derecho e izquierdo.

 

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Junio 2000