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La representación del mundo

General

La percepción es un proceso cognitivo a través del cual interpretamos y entendemos nuestro entorno e incluye impresiones formadas sobre objetos, eventos y personas. Desarrollamos teorías cognitivas implícitas sobre las características físicas, los rasgos de personalidad y los comportamientos, que afectan la forma en que nos comportamos con los demás. La percepción tiene profundos efectos en los juicios, las decisiones y el comportamiento de individuos y grupos. Dichos procesos cognitivos nos ayudan a comprender mejor nuestro mundo, sin embargo, también pueden dar lugar a una variedad de errores perceptuales y puntos de vista conflictivos. Cómo percibimos a los otros es clave en los grupos y organizaciones humanas.

Las percepciones son experiencias sobre el mundo externo, representaciones mentales del mundo externo. La percepción es inmersiva y coherente y tenemos la impresión de que lo que experimentamos “es la realidad misma”. Sin embargo, se debe tener en cuenta que puede haber una gran distancia entre la realidad y nuestra experiencia de ella. Esto fue descubierto por los primeros filósofos griegos y cristalizado como un problema  en la “Alegoría de la caverna” Platón, República LVII. Nuestros sentidos están limitados a un rango de perturbaciones de energía que es específico y relativamente estrecho. La reducción de la información entre “lo que ocurre ahí fuera” y lo que registran nuestros órganos sensoriales es enorme, puede estimarse en aproximadamente diez órdenes de magnitud, de 2Mb a 200b por cada segundo. Además, como ya discutió Descartes, nuestra percepción no puede distinguir entre la realidad y su experiencia o representación, como muestran los acúfenos, los miembros fantasma, los sueños, las alucinaciones, la sinestesia, etc.

Se puede describir la percepción como un proceso constructivo que depende de los estímulos externos y de las propiedades intrínsecas del cerebro. El resultado de múltiples procesos que ocurren en el cerebro, en su mayoría  inconscientes (un tributo a Freud).

Los receptores sensoriales traducen diferentes tipos de energía al lenguaje del sistema nervioso: impulsos nerviosos

La construcción de la percepción comienza en los receptores sensoriales. Esas son células neuronales especializadas que transducen cambios externos de energía en impulsos nerviosos (potenciales de acción). Aquellos viajan a través de fibras nerviosas sensoriales y activan neuronas y circuitos específicos en el cerebro, formando las vías sensoriales.

Existen receptores sensoriales especializados para los diversos tipos de energía que pueden perturbar nuestro cuerpo: electromagnéticos (EM, luz), mecánicos (sonido, tacto, estiramiento), químicos (gusto, olor) o térmicos. Se dice que los receptores sensoriales son específicos para la modalidad sensorial a la que están sintonizados: detectan tipos específicos de energía (EM, mecánica, química, etc..) y generan percepciones cualitativamente similares (visión, audición, gusto…).

Los receptores sensoriales poseen umbrales de activación y sus rangos de su respuesta, varían en las diferentes especies de animales. En humanos, los foto-receptores retinianos son sensibles a las ondas electromagnéticas (luz) entre 400 y 700nm y las células ciliadas en el oído a perturbaciones mecánicas de 2Hz a 20KHz, etc. Sin embargo, otros animales “ven” y “escuchan” de manera diferente, fuera de los rangos de la respuesta humana. La región del espacio de energía que impulsa una respuesta en un receptor sensorial se llama campo receptor. Por ejemplo, unas pocas micras cuadradas de piel son el campo receptor para un receptor del tacto, un punto en el campo visual para un foto-receptor o una frecuencia de sonido específica para un receptor auditivo.

Toda criatura nacida en el mundo llega bien equipada para lidiar con un mundo en el que el Ser y el Aparecer coinciden … La diversidad (en aspectos) se combina con la diversidad de órganos sensoriales entre las especies animales, por lo que lo que aparece a las criaturas vivientes asume la mayor variedad de formas y formas: cada especie animal vive en un mundo propio”. Hanna Arednt, La vida de la mente.

Existe una relación cuantitativa entre el estímulo y la respuesta de los receptores. Los receptores sensoriales muestran funciones estímulo-respuesta características, que explican los aspectos cuantitativos de nuestra percepción (psicofísica). Los receptores sensoriales también son selectivos a las características particulares del estímulo. Por ejemplo, pueden responder al valor estático de la estimulación, o a sus propiedades dinámicas como el inicio y el desplazamiento de la estimulación. O en el caso de los foto-receptores, a longitudes de onda específicas … Por lo tanto, un solo evento puede estar representado por la actividad de diferentes receptores sensoriales, cada uno de los cuales escoge una característica particular del mismo. El resultado es una descripción paralela y simultánea de los diferentes aspectos del evento (ver más abajo)

Los principios de la organización de las vías sensoriales en el cerebro

Las modalidades sensoriales están segregadas espacialmente en el cerebro: funcionan como líneas etiquetadas por modalidad Las fibras de los receptores sensoriales están empaquetadas en vías específicas que se dirigen a regiones cerebrales específicas. Cada tipo de sensación cualitativa corresponde a una vía neural específica. En realidad, la activación de una vía dada es capaz de inducir la sensación correspondiente en ausencia de estímulos “reales” o de la activación sensorial del receptor.

Las proyecciones de las vías sensoriales en el cerebro están ordenadas espacialmente: las modalidades y las propiedades específicas se ubican de forma ordenada y geométrica. Por ejemplo, las diferentes partes del cuerpo se asignan a lugares específicos a lo largo de la vía somatosensorial, las ubicaciones de la retina a lo largo de la vía visual o las frecuencias a lo largo de la vía auditiva. Esto se conoce como la proyección senso-topica de las vías sensoriales (thopos = lugar en griego) y toma las formas específicas de retinotopia, tonotopia, gustotopia, somatotopia (soma = cuerpo). En estos casos, las cosas que están una junto a la otra en el el campo sensorial correspondiente mantienen su relación en el cerebro y a lo largo de todas las vías nerviosas. En otras palabras, existen mapas neuronales de los espacios visuales, auditivos o corporales que son como proyecciones geométricas de espacios físicos en espacios internos dentro del Sistema Nervioso.

Las proyecciones sensoriales en el cerebro no replican fielmente las magnitudes físicas, sino que representan la relevancia biológica de la región estimulada. Esto resulta en la distorsión de los mapas sensoriales. Por ejemplo, la lengua o las manos ocupan casi tanto espacio en el cerebro como la espalda, cuando este último es mucho más grande que el anterior. Corresponden a la densidad de los receptores en las diferentes regiones y no a su tamaño real. De manera similar, la parte central de la retina, la fóvea, es solo el 10% de toda la retina, pero se extiende a lo largo de la mitad de la superficie de la corteza visual primaria. Es decir, el espacio que ocupan las cosas en el cerebro no tiene que ver con sus propiedades físicas, sino con su relevancia biológica.

Otra característica importante de las proyecciones sensoriales es que estas proyecciones pueden ser convergentes o divergentes. Las proyecciones convergentes agrupan la información de diferentes entradas en una sola neurona, mientras que la divergencia replica la señal de entrada varias veces y amplifica la señal. La divergencia también implica que si la señal fue, por ejemplo, en una neurona, ahora puede representarse en tres. Como ahora tenemos tres representaciones de la entrada original (estimulación), cada una de estas tres neuronas puede usarse simultáneamente para un propósito diferente. Por lo general, los mapas sensoriales se multiplican dentro del cerebro y podemos encontrar varios mapas somatotópicos, retinotópicos o tonotópicos en diferentes regiones del cerebro. Esto, junto con la descripción simultánea y paralela de un evento, da como resultado lo que se denomina procesamiento paralelo y es un principio general de funcionamiento del Sistema Nervioso. En la percepción, un solo evento produce múltiples representaciones en el cerebro, que se procesan simultáneamente y se integran en un único evento perceptivo. Además, este evento puede generar simultáneamente otras respuestas como respuestas reflejas motoras, liberación de hormonas, etc.

Todo lo anterior es la descripción de las vías sensoriales de los receptores al cerebro, de las vías utilizadas por los eventos externos para impulsar la actividad neuronal dentro del cerebro. Estos eventos se describen como bottom-up (de abajo a arriba), desde la periferia al cerebro, por la activación de los receptores sensoriales. Sin embargo, como veremos más adelante , la percepción sensorial también depende de los mecanismos que están integrados en el Sistema Nervioso y establece las reglas para las posibilidades de activación de las neuronas centrales. Estos mecanismos se llaman top-down (de arriba a abajo) y se superponen con la información entrante. Son patrones de activación cerebral que establecen restricciones en la activación periférica. Hay buenos ejemplos de ello,  pero para hacerse una idea, la corteza visual recibe más entradas (proyecciones ) de otras partes del cerebro que de la misma retina, lo que sugiere que la percepción visual depende tanto de lo que sucede en la retina como de lo que ocurre en el resto del cerebro.

Bibliografía 

En español:
Morgado, Ignacio (2012) Cómo percibimos el mundo: una exploración de la mente y los sentidos
Platón, La República o el Estado, Editorial Espasa, 2014
En inglés:
Kandel et al. (2013) Principles of Neurosciences,  McGraw-Hill, New York USA, chapter 21
Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, et al., editors. Sunderland (MA), 2001 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10955/
Wolfe et al., (2014) Sensation and Perception, Sinauer. See webpage https://wolfe4e.sinauer.com/index.html#

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