Corteza visual: definición, funciones y descubrimientos clave
La corteza visual es una parte del cerebro que permite la visión. Es relativamente delgada: entre 1,5 y 2 mm en los seres humanos. En los monos y los simios, la corteza visual ocupa gran parte de su cerebro. Físicamente, la corteza visual está en la parte posterior del cerebro, en el lóbulo occipital.
David Hubel y Torsten Wiesel investigaron durante muchos años la corteza visual. Ganaron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1981 por sus descubrimientos sobre el procesamiento de la información en el sistema visual.
- En los años 60 y 70 trabajaron en el desarrollo del sistema visual. Trabajaron en partes de la corteza visual del cerebro que reciben señales del ojo derecho o del izquierdo.
- Su trabajo describe cómo las señales del ojo son procesadas por el cerebro para generar detectores de bordes, detectores de movimiento, detectores de profundidad estereoscópica y detectores de color. Estos son los componentes básicos de la escena visual.
La investigación de la corteza visual primaria puede implicar el registro de potenciales de acción desde electrodos dentro del cerebro de gatos, hurones, ratas, ratones o monos. También se pueden registrar señales fuera del animal mediante EEG, MEG o fMRI. Estas técnicas recogen información sin invadir el cerebro.
Anatomía y áreas principales
La corteza visual no es una estructura única, sino un conjunto de áreas con funciones diferenciadas. Entre las más estudiadas están:
- V1 (corteza visual primaria): recibe la mayor parte de la información directamente de la vía visual primaria (tálamo) y mantiene una representación retinotópica (mapa del campo visual).
- V2, V3: áreas inmediatamente adyacentes a V1 que procesan características más complejas y transmiten información a áreas extrastriate.
- V4: implicada en el procesamiento del color y de formas complejas.
- MT/V5: especializada en el procesamiento del movimiento y la dirección.
- Otras áreas (por ejemplo, en el lóbulo temporal y parietal) participan en vías funcionales como la vía ventral ("qué", reconocimiento de objetos) y la vía dorsal ("dónde/cómo", localización y guía del movimiento).
Organización funcional
- Retinotopía: las posiciones en la retina se mantienen ordenadas en la corteza, de modo que regiones vecinas en la retina activan neuronas vecinas en V1.
- Columnas corticales: la corteza visual está organizada en columnas de dominancia ocular y columnas de orientación: neuronas alineadas verticalmente responden preferentemente al mismo ojo o a la misma orientación de borde.
- Campos receptivos: cada neurona tiene un campo receptivo, la región del espacio visual donde un estímulo provoca respuesta. Las propiedades como la orientación, tamaño, movimiento y color definen la selectividad de cada neurona.
Células y tipos de respuestas
Hubel y Wiesel describieron tipos clásicos de células en V1:
- Células simples: responden a bordes o barras con una orientación y posición específica dentro del campo receptivo.
- Células complejas: responden a orientaciones y movimiento, con tolerancia a la posición exacta del estímulo.
- Células selectivas a la dirección: respondan preferentemente cuando un estímulo se mueve en cierta dirección.
- Además existen neuronas especializadas en procesamiento binocular (estereopsis) y procesamiento del color.
Desarrollo y plasticidad
La corteza visual muestra una marcada plasticidad durante el desarrollo. Hay periodos críticos en los que la experiencia visual (por ejemplo, recibir información de ambos ojos) es esencial para el desarrollo normal de columnas de dominancia ocular y visión binocular. La privación visual temprana puede producir cambios permanentes; sin embargo, en etapas posteriores la corteza mantiene cierta capacidad de reorganización (plasticidad) tras lesiones o terapia visual.
Técnicas de estudio
Los métodos para estudiar la corteza visual incluyen técnicas invasivas y no invasivas:
- Registros de unidades individuales y potenciales locales con electrodos (en animales y, en casos clínicos, en humanos).
- Electrofisiología extracelular/intracelular para medir potenciales de acción.
- Imágenes no invasivas como EEG, MEG y fMRI para mapear la actividad en humanos y correlacionarla con la percepción.
- Técnicas modernas: optogenética, imágenes de dos fotones, y métodos computacionales para modelado y análisis de grandes conjuntos de datos.
Relevancia clínica
- Lesiones en el lóbulo occipital: pueden producir ceguera cortical (pérdida de visión aun con ojos sanos) o pérdidas específicas en partes del campo visual (escotomas).
- Agnosias visuales: daño en áreas extrastriate puede impedir el reconocimiento de objetos (agnosia visual), rostros (prosopagnosia) o la percepción del movimiento.
- Entender la corteza visual es clave para desarrollar terapias de rehabilitación visual, prótesis retinianas y algoritmos de visión artificial.
Descubrimientos clave y legado
El trabajo de David Hubel y Torsten Wiesel fue fundamental para demostrar cómo neuronas individuales codifican propiedades visuales básicas (orientación, dirección, dominancia ocular). Sus experimentos con gatos y monos establecieron principios de organización cortical y plasticidad que siguen orientando la investigación actual.
Aplicaciones y perspectivas actuales
La investigación de la corteza visual alimenta múltiples campos: comprensión de la percepción, desarrollo de modelos computacionales y redes neuronales inspiradas en la biología, rehabilitación de pacientes con daño visual y diseño de interfaces cerebro-máquina. Los avances en técnicas de imagen y manipulación neuronal permiten hoy estudiar circuitos específicos y su papel en la percepción en niveles de detalle impensables hace décadas.
En resumen, la corteza visual es un sistema altamente organizado y adaptativo que transforma señales retinales en la rica experiencia visual: desde la detección de bordes y movimiento hasta el reconocimiento de objetos y colores. Su estudio combina experimentación clásica (como la de Hubel y Wiesel) con herramientas modernas que siguen revelando cómo el cerebro construye la vista.
Se muestran la corriente dorsal (verde) y la corriente ventral (púrpura). Provienen de la corteza visual primaria
Corteza visual primaria
La corteza visual primaria (V1) es la zona visual mejor estudiada del cerebro. Aquí es donde llegan los mensajes de los núcleos geniculados laterales, que son estaciones de relevo de la información procedente de la retina. Cada núcleo geniculado lateral recibe señales del campo visual opuesto.
Cada V1 envía información a dos vías primarias, denominadas corriente ventral y corriente dorsal.
- La corriente ventral comienza en V1, pasa por el área visual V2, luego por el área visual V4 y llega a la corteza temporal inferior (corteza IP). La corriente ventral, a veces llamada "vía del qué", está asociada al reconocimiento de formas y a la representación de objetos. También está asociada al almacenamiento de la memoria a largo plazo.
- La corriente dorsal comienza con V1, pasa por el área visual V2, luego por el área dorsomedial (DM/ V6) y el área visual MT (temporal media/ V5) y por la corteza parietal posterior. La corriente dorsal, a veces denominada "vía del dónde" o "vía del cómo", está asociada al movimiento, a la representación de la ubicación de los objetos y al control de los ojos y los brazos, especialmente cuando la información visual se utiliza para guiar los movimientos oculares o el alcance.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es el córtex visual?
R: El córtex visual es una parte del cerebro que permite la visión. Se encuentra en el lóbulo occipital, en la parte posterior del cerebro, y es relativamente delgada, entre 1,5 mm y 2 mm en los seres humanos.
P: ¿Quién investigó sobre el córtex visual?
R: David Hubel y Torsten Wiesel investigaron sobre el córtex visual durante muchos años. Ganaron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1981 por sus descubrimientos sobre el procesamiento de la información en el sistema visual.
P: ¿Qué tipo de investigación realizaron?
R: Su trabajo en las décadas de 1960 y 1970 versó sobre cómo se desarrollaba el sistema visual. Trabajaron en partes de la corteza visual del cerebro que reciben señales de cualquiera de los dos ojos, describiendo cómo las señales de estos ojos son procesadas por el cerebro para generar detectores de bordes, detectores de movimiento, detectores de profundidad estereoscópica y detectores de color: los componentes básicos de una escena visual.
P: ¿Cómo pueden los investigadores estudiar la actividad del córtex visual primario?
R: La investigación sobre la actividad de la corteza visual primaria puede implicar el registro de potenciales de acción desde electrodos situados dentro del cerebro de un animal (gatos, hurones, ratas, ratones o monos). Otra posibilidad es registrar las señales fuera de un animal mediante técnicas de EEG, MEG o fMRI, que recopilan información sin invadir su cerebro.
P: ¿Qué grosor tiene la corteza visual humana?
R: La corteza visual humana es relativamente delgada: entre 1,5 mm y 2 mm de grosor.
P: ¿Qué premio ganaron Hubel y Wiesel por sus descubrimientos sobre el procesamiento de la información en el sistema visual?
R: David Hubel y Torsten Wiesel ganaron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1981 por sus descubrimientos sobre el procesamiento de la información en el Sistema Visual.
