David Hubel: Nobel y pionero en neurofisiología de la corteza visual
David Hubel: descubre cómo el Nobel revolucionó la neurofisiología visual y el entendimiento de la corteza visual. Biografía, descubrimientos y legado.
David Hunter Hubel FRS (27 de febrero de 1926 - 22 de septiembre de 2013) fue un neurofisiólogo canadiense destacado por sus estudios sobre la estructura y la función de la corteza visual. Recibió, junto con Torsten Wiesel, el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1981 (compartido con Roger W. Sperry), por sus descubrimientos sobre el procesamiento de la información en el sistema visual. Sus trabajos —realizados principalmente mediante registros de una sola neurona en animales— revelaron cómo las neuronas de la corteza visual responden a características visuales básicas y cómo esa organización funcional se desarrolla y puede alterarse durante períodos críticos de la maduración.
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Investigaciones clave
- Campos receptivos y selectividad de orientación: Hubel y Wiesel describieron cómo muchas neuronas de la corteza visual son selectivas a la orientación de bordes y líneas; identificaron las denominadas neuronas "simples" y "complejas" según su patrón de respuesta a estímulos visuales.
- Organización columnar: demostraron que la corteza visual está organizada en columnas funcionales que agrupan neuronas con propiedades similares (por ejemplo, preferencia por la misma orientación), incluyendo las columnas de dominancia ocular que procesan la información de cada ojo.
- Plasticidad y períodos críticos: mediante experimentos de privación monocular en cachorros, mostraron que la experiencia visual durante etapas tempranas es crucial para el desarrollo normal de la corteza: la pérdida de estímulos en un ojo puede provocar cambios permanentes en la representación cortical (modelo experimental de la ambliopía).
- Procesamiento jerárquico: sus hallazgos apoyaron la idea de que el sistema visual realiza un procesamiento jerárquico de la información, donde detectores de características simples se combinan para construir representaciones cada vez más complejas.
Métodos y enfoque experimental
Hubel aplicó técnicas de single-unit recording (registros de actividad de una sola neurona) utilizando microelectrodos insertados en la corteza de gatos y monos anestesiados, mientras se presentaban estímulos visuales controlados (puntos de luz, barras, líneas en distintas orientaciones). A partir de esas respuestas neuronalessistemáticas pudo mapear campos receptivos, características de selectividad y la disposición espacial de las columnas corticales. Su colaboración con Torsten Wiesel fue fundamental: ambos desarrollaron protocolos experimentales y publicaciones pioneras durante finales de los años 1950 y 1960 que definieron gran parte del conocimiento sobre la fisiología de la visión.
Importancia y legado
- Su trabajo transformó la comprensión de cómo el cerebro codifica información sensorial y estableció métodos experimentales que siguen utilizándose en neurociencia.
- Los conceptos de detectores de características, columnas funcionales y períodos críticos influyeron en campos tan diversos como la oftalmología (tratamiento de la ambliopía), la psicología del desarrollo, la neurorehabilitación y la visión por computadora.
- Además del Nobel, Hubel recibió numerosos reconocimientos y su carrera académica dejó una sólida escuela de investigadores en fisiología y neurociencia visual.
David H. Hubel dejó un legado duradero en la neurociencia: sus descubrimientos siguen siendo referencia obligada para quienes estudian cómo el cerebro procesa la información sensorial y cómo la experiencia moldea el desarrollo neural.
Carrera profesional
Durante gran parte de su carrera, Hubel fue profesor universitario de neurobiología John Franklin Enders en la Facultad de Medicina de Harvard. En 1978, Hubel y Wiesel recibieron el Premio Louisa Gross Horwitz de la Universidad de Columbia. David Hunter Hubel (27 de febrero de 1926 - 22 de septiembre de 2013) fue profesor emérito de Neurobiología en la Facultad de Medicina de Harvard.
Hubel recibió, junto con Torsten Wiesel, el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1981 por sus descubrimientos sobre el procesamiento de la información en el sistema visual. El premio fue compartido con Roger Sperry por su investigación independiente sobre los hemisferios cerebrales.
Hubel murió de insuficiencia renal.
Premio Nobel
Hubel y Wiesel recibieron el Premio Nobel por dos importantes contribuciones:
- Su trabajo en los años 60 y 70 sobre cómo se desarrolló el 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.
Algunos detalles
Las células detectan características
En un experimento, realizado en 1959, insertaron un microelectrodo en la corteza visual primaria de un gato anestesiado. A continuación, proyectaron patrones de luz y oscuridad en una pantalla frente al gato. Descubrieron que algunas neuronas se disparaban rápidamente cuando se les presentaban líneas en un ángulo, mientras que otras respondían mejor a otro ángulo. Algunas de estas neuronas respondían de forma diferente a los patrones luminosos que a los oscuros. Hubel y Wiesel llamaron a estas neuronas "células simples".
Otras neuronas, a las que llamaron "células complejas", detectaban los bordes independientemente de su ubicación en el campo visual y podían detectar el movimiento en determinadas direcciones. Estos estudios demostraron cómo el sistema visual construye imágenes complejas de información visual a partir de características simples de los estímulos.
Flexibilidad de la corteza visual
Realizaron un importante trabajo en el estudio de la plasticidad cortical (flexibilidad).
Al privar a los gatitos de utilizar un ojo, demostraron que las columnas del córtex visual primario que recibían entradas del otro ojo ocupaban las áreas que normalmente recibirían entradas del ojo privado.
Estos gatitos no desarrollaron áreas que recibieran información de ambos ojos, una característica necesaria para la visión binocular. Los experimentos de Hubel y Wiesel demostraron que la dominancia ocular (la dominancia de un ojo es normal) se desarrolla en las primeras etapas del desarrollo infantil y no puede revertirse. Tras estos trabajos se comprendieron mejor varios problemas de visión infantil.
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Autor
AlegsaOnline.com David Hubel: Nobel y pionero en neurofisiología de la corteza visual Leandro Alegsa
URL: https://es.alegsaonline.com/art/117293
Fuentes
- nobelprize.org : "David H. Hubel - Biographical"
- docs.google.com : "Fellowship of the Royal Society 1660-2015"
- doi.org : 10.1098/rsbm.2016.0022
- nobelprize.org : "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1981"
- doi.org : 10.1113/jphysiol.1959.sp006308
- doi.org : 10.1113/jphysiol.1962.sp006837
- doi.org : 10.1126/science.3283936
- legacy.com : David Hunter Hubel
- books.google.com : Brain and visual perception: the story of a 25-year collaboration
- hubel.med.harvard.edu : hubel.med.harvard.edu