Neurocientíficos revelan cómo el cerebro coordina la atención y los movimientos oculares

Dos nuevos estudios del Centro de Neurociencia (CNS) del Instituto Indio de Ciencias (IISc) exploran cuán estrechamente están vinculados la atención y los movimientos oculares y revelan cómo el cerebro coordina los dos procesos.

La atención es un fenómeno único que nos permite concentrarnos en un objeto específico en nuestro mundo visual e ignorar las distracciones. Cuando prestamos atención a un objeto, tendemos a mirar hacia él. Por lo tanto, los científicos han sospechado durante mucho tiempo que la atención está estrechamente ligada a los movimientos oculares rápidos , llamados movimientos sacádicos. De hecho, incluso antes de que nuestros ojos se muevan hacia un objeto, nuestra atención se centra en él, lo que nos permite percibirlo con mayor claridad, un fenómeno bien conocido llamado atención presacádica.

Sin embargo, en un nuevo estudio publicado en PLOS Biology , los investigadores del CNS muestran que esta ventaja perceptiva se pierde cuando el objeto cambia repentinamente, una fracción de segundo antes de que nuestra mirada caiga sobre él, lo que nos dificulta procesar lo que cambió.

“Nuestro estudio proporciona un interesante contrapunto a muchos estudios previos que sugerían que la atención presacádica siempre es beneficiosa”, explica Devarajan Sridharan, profesor asociado del CNS y autor correspondiente del estudio.

En el estudio, Priyanka Gupta, Ph.D. Estudiante en el laboratorio de Sridharan, entrenó a voluntarios humanos para monitorear encubiertamente las rejillas (patrones de líneas) presentadas en una pantalla, sin mirarlas directamente, y para informar cuando una se inclinaba ligeramente. “Es importante destacar que los participantes realizaron esta tarea justo antes de que sus ojos se movieran, en la ventana presacádica. Así, pudimos estudiar la relación entre la atención presacádica y la detección de cambios en el entorno visual”, explica Gupta.

Se utilizó un rastreador para monitorear los movimientos de sus ojos antes, durante y después de que su mirada se posara en el objeto. “Para nuestra sorpresa, a los participantes les resultó más difícil detectar los cambios en la ventana presacádica”, añade Gupta.

En un experimento posterior, hicieron que los participantes observaran rápidamente dos rejillas presentadas una tras otra, justo antes de que sus ojos se movieran. Lo que el equipo encontró fue que si la orientación de la segunda rejilla cambiaba repentinamente durante este tiempo, los participantes tendían a mezclar las orientaciones de las dos rejillas, lo que explica la pérdida de la ventaja atencional.

“Esto es esencialmente un estudio de ciencia básica”, dice Sridharan. Pero estos conocimientos, añade, pueden ser útiles para rastrear múltiples objetos en entornos que cambian rápidamente (en simuladores de conducción o de vuelo, por ejemplo).

En el otro estudio, publicado en Science Advances y realizado con colaboradores de la Universidad de Stanford, los investigadores idearon un experimento inusual (esta vez para desacoplar la atención de los movimientos oculares) en monos. Su objetivo era descubrir qué sucede en el cerebro mientras se desarrollan estos procesos.

Los monos habían sido entrenados en una tarea contraria a la intuición llamada tarea “anti-sacádica”. Al igual que el estudio en humanos, los monos monitorearon de manera encubierta varias rejillas en una pantalla de computadora sin mirarlas directamente. Pero cuando alguna de las rejillas se inclinaba ligeramente, los monos tenían que apartar la mirada de ella en lugar de centrarse más en ella. Esto ayudó a los investigadores a desvincular la ubicación de la atención del mono del lugar donde finalmente cayó su mirada.

Usando un tipo especial de electrodo llamado “sonda U”, también registraron señales de cientos de neuronas en diferentes capas de una región específica en el cerebro del mono llamada área de la corteza visual V4. Lo que encontraron fue que las neuronas de las capas más superficiales de la corteza generaban señales de atención, mientras que las neuronas de las capas más profundas producían señales de movimiento ocular.

Curiosamente, estas neuronas también mostraron diferentes patrones de actividad. “Las neuronas superficiales aumentaron su velocidad de activación para señalar el objeto que debe ser atendido y priorizado para la toma de decisiones”, dice Adithya Narayan Chandrasekaran, primer autor del estudio Science Advances y ex asistente de investigación en el laboratorio de Sridharan en el CNS. Por otro lado, las neuronas profundas estaban reduciendo su “ruido”, posiblemente para permitir que el animal percibiera mejor el objeto.

Los investigadores creen que descubrir tales firmas cerebrales puede eventualmente indicar qué falla en los trastornos de atención. Sridharan dice: “Descubrir tales mecanismos es vital para desarrollar terapias para trastornos como el TDAH”.

Fuente: medicalxpress.com

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