Los científicos han transformado la actividad cerebral de ratones en videos reconstruidos de lo que los animales estaban viendo, un paso hacia la comprensión de cómo el cerebro remodela la visión antes de que se convierta en percepción. El trabajo proviene de investigadores de University College London (UCL) y aparece en eLife.
Leer Neuronas para la Visión
El equipo registró señales de células cerebrales individuales en la corteza visual de ratones, luego utilizó esas lecturas para construir clips de 10 segundos de lo que los animales estaban viendo. El enfoque difiere de trabajos anteriores que se basaban en escaneos cerebrales amplios. Aquí, las grabaciones provienen de neuronas individuales, lo que proporciona una imagen más precisa de cómo se guarda la información visual en el cerebro.
El autor principal, el Dr. Joel Bauer, del Sainsbury Wellcome Centre en UCL, explicó el objetivo: «Queríamos tener una mejor manera de investigar cómo el cerebro interpreta lo que vemos. Los métodos actuales para comprender lo que representan grupos específicos de neuronas no son muy generalizables a situaciones que no se han probado específicamente.»
Transformando las Lecturas Neuronales en Video
El método de reconstrucción se basa en un modelo desarrollado inicialmente para el Concurso Sensorium de 2023. Ese modelo predice cómo reaccionarán las neuronas individuales mientras los ratones ven películas, teniendo en cuenta los movimientos de los animales y los cambios en el tamaño de la pupila. El equipo de UCL refinó el enfoque utilizando el mismo conjunto de datos.
Primero calcularon cómo se comportarían las neuronas si el ratón mirara una pantalla en blanco. Luego compararon esa predicción con la actividad real de las neuronas mientras el ratón veía una película. La diferencia entre la actividad predicha y la medida impulsó un algoritmo que ajustó los píxeles de una película inicialmente en blanco, acercándola gradualmente al video que el ratón había visto realmente.
Una Nueva Prueba, Un Nuevo Video
La verdadera prueba llegó cuando el modelo se enfrentó a algo que nunca había visto antes. Los investigadores registraron la actividad cerebral de un ratón durante un video que no se había utilizado en el entrenamiento. Utilizando solo esa actividad neuronal, el sistema reconstruyó una película de 10 segundos que se parecía al video sin ver.
Bauer señaló la solidez del resultado: «Con este enfoque, pudimos lograr reconstrucciones de alta calidad de fragmentos de video de 10 segundos. La precisión de las reconstrucciones mejoró con la inclusión de datos de más neuronas individuales, lo que demuestra la importancia de los datos neuronales integrales.» El método no se limitaba a recordar videos previamente mostrados. Utilizaba patrones de actividad neuronal para inferir información visual de una escena nueva.
Coincidencia con los Originales
Para verificar la calidad de las reconstrucciones, los investigadores compararon píxeles correspondientes en las películas originales y reconstruidas. El análisis encontró solo pequeñas diferencias en el tiempo entre los dos videos. Todavía hay espacio para mejorar la resolución de la imagen y la cantidad de la escena visual que se puede reconstruir, según el equipo.
El trabajo futuro recopilará datos que respalden reconstrucciones más nítidas y cubran una parte mayor de lo que ven los animales.
Percepción y Realidad
Los investigadores ahora planean utilizar la técnica para explorar una pregunta más profunda: ¿cuánto difiere la imagen interna del cerebro del mundo que está realmente frente a nosotros? La visión no es simplemente un proceso de grabación similar a una cámara. El cerebro interpreta, filtra y modifica continuamente la información sensorial entrante.
Bauer planteó el punto directamente: «No tenemos una representación perfecta del mundo en nuestras cabezas. El pipeline de procesamiento visual sesga y distorsiona nuestra representación de una manera que modifica la información. Esta desviación entre la realidad y las representaciones en el cerebro no es necesariamente un error, sino una característica, que refleja cómo nuestros cerebros interpretan y aumentan la información sensorial. Queremos explorar cómo ocurre esto en el cerebro.»
El trabajo ofrece una forma nueva de estudiar cómo la información visual se mueve a través del cerebro y abre un camino para comparar cómo diferentes especies ven el mismo entorno.
| Método | Enfoque | Tipo de Datos |
|---|---|---|
| Escaneos cerebrales amplios | Comportamiento grupal ( | Señales amplias ( |
| Registros de neuronas individuales ( | Respuesta de neurona individual ( | Lecturas finas y detalladas ( |
El trabajo es una prueba técnica de concepto, que demuestra lo que es posible cuando las grabaciones provienen de neuronas individuales en lugar de señales amplias del cerebro. (
Vea el video en el que se basa la historia en Sciencedaily. (
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