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¿Por qué podemos ver objetos en movimiento contra fondos en movimiento?

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El movimiento visual es una fuente importante de información para separar objetos de sus fondos.

Una araña camuflada contra una rama, por ejemplo, pierde inmediatamente su invisibilidad una vez que comienza a moverse. Una amiga que estás tratando de detectar en una terminal de aeropuerto abarrotada es más distinguible una vez que comienza a agitar las manos.

Si bien el proceso de separar un objeto de un fondo es aparentemente sin esfuerzo, los investigadores no saben cómo nuestro sistema visual logra identificar y segregar rápidamente los objetos en movimiento de sus fondos.


Según una nueva investigación de científicos de la Universidad de Rochester, una razón por la cual los seres humanos son buenos para discernir objetos en movimiento más pequeños en primer plano es que el cerebro se vuelve insensible al movimiento en el fondo más amplio. Por el contrario, cuando el cerebro de una persona es más sensible al movimiento de fondo, la compensación negativa es que será menos sensible a los objetos en primer plano más pequeños. La investigación, publicada en la revista. Comunicaciones de la naturaleza, podría conducir a nuevos programas de capacitación para adultos mayores y pacientes con afecciones como la esquizofrenia, que se ha relacionado con una segregación de movimiento más débil.

"El cerebro humano no puede procesar toda la información que nos rodea", dice Duje Tadin, profesor de cerebro y ciencias cognitivas en Rochester y autor principal del estudio. "Ser menos sensible a las cosas que son menos importantes hace que el cerebro sea más eficiente y más rápido en la realización de las tareas más importantes".

Tome la conducción, por ejemplo. A medida que pasa el paisaje de fondo, es imperativo que el conductor vea y evite automóviles, peatones y otros objetos en la carretera.

Una nueva investigación muestra que los adultos más jóvenes son mejores para ver el movimiento en grandes objetos en primer plano al suprimir más eficazmente la información de fondo que los adultos mayores, pero con algo de entrenamiento, los adultos mayores pueden mejorar significativamente esa capacidad. Crédito: Universidad de Rochester, Duje Tadin, primer autor.

Hay dos formas básicas en que el cerebro puede distinguir tales objetos de los fondos en movimiento. Puede mejorar los objetos que importan; o puede suprimir el fondo y, en virtud de esta supresión, mejorar los objetos. Esta última es "la opción más eficiente", dice Tadin. "Piense en tratar de tener una conversación en una habitación con mucho ruido de fondo. Es más efectivo encontrar una manera de apagar el ruido que tratar de hablar más alto".

Si bien estas estrategias no son las únicas que utiliza el cerebro para resaltar objetos en movimiento (la atención es otro factor, por ejemplo), una investigación previa del laboratorio de Tadin encontró un vínculo entre el coeficiente intelectual y la capacidad de suprimir el movimiento de fondo. Los investigadores especularon que en los jóvenes sanos, una región en el cerebro llamada área visual temporal media (MT) es responsable de esta supresión.


Con el fin de evaluar la capacidad de las personas para identificar objetos en movimiento en un fondo en movimiento, los investigadores mostraron a los participantes del estudio que mueven patrones texturizados. Dentro del fondo texturizado, había un objeto estampado más pequeño que se movía en la dirección opuesta al fondo. Los participantes recibieron instrucciones de informar sobre la ubicación o la forma del objeto con un diseño más pequeño.

Los investigadores encontraron que los adultos más jóvenes eran mejores para ver objetos en movimiento más pequeños en primer plano y peor para ver el movimiento de fondo. Los adultos mayores (participantes de 65 años o más) fueron todo lo contrario. Eran más pobres al ver los objetos en movimiento más pequeños porque tenían una mayor conciencia del fondo sobre el que se movían los objetos. Los adultos más jóvenes tardaron en promedio 20 milisegundos para seleccionar los objetos en movimiento, y los adultos mayores tomaron alrededor de 30 milisegundos.

Si bien ambos grupos fueron eficientes en la tarea, al tomar solo una fracción de segundo para detectar el movimiento del objeto en el fondo, "esos milisegundos adicionales podrían marcar una gran diferencia", dice Woon Ju Park, un ex asociado postdoctoral en el laboratorio de Tadin. y actualmente investigador asociado en la Universidad de Washington. "Piensa en cosas que son importantes para tu supervivencia". Una fracción de segundo podría significar la diferencia entre golpear o evitar a un peatón; o podría ser el tiempo suficiente para perder de vista a un niño revoltoso. En el caso del mundo animal, podría significar la diferencia entre la vida y la muerte.

"Piensa en un animal salvaje", dice Park. "Si ve un objeto en movimiento, podría ser el almuerzo para el animal o algo que podría comer ese animal para el almuerzo. Los animales son realmente buenos para camuflar, pero incluso el mejor camuflaje se separa con el movimiento".

Los investigadores especulan que los adultos mayores tienen una segregación de movimiento deteriorada porque a medida que las personas envejecen, su visión cambia y se vuelve "más ruidosa". Como mecanismo de adaptación, el cerebro envejecido podría priorizar la integración de la información del movimiento en general sobre la supresión y segmentación del fondo del primer plano. Los resultados también sugieren que las personas con afecciones psiquiátricas como la esquizofrenia, asociadas con sistemas visuales "más ruidosos" similares, también podrían experimentar el compromiso entre integración y segregación.

Aunque la investigación muestra que la capacidad de detectar objetos en movimiento contra un fondo en movimiento disminuye con la edad, la investigación también ofrece algunas buenas noticias para los adultos mayores.


"Con el entrenamiento, podemos hacer que los adultos mayores se parezcan más a los adultos más jóvenes", dice Tadin.

Los investigadores descubrieron que los adultos mayores podían entrenar sus cerebros para procesar el movimiento más como los adultos más jóvenes al practicar la segmentación visual de los objetos en movimiento. Los participantes mayores realizaron la tarea de estudio durante cuatro semanas, con cuatro sesiones por semana, y se hicieron más rápidos en la tarea, reduciendo la brecha en el rendimiento con sus contrapartes más jóvenes. Sorprendentemente, descubrieron los investigadores, los participantes mayores que se sometieron a capacitación no mejoraron en realidad al ver el objeto en movimiento más pequeño; su capacidad para ver el objeto era tan buena como al comienzo del entrenamiento. Lo que cambió con el entrenamiento fue que los adultos mayores se volvieron menos sensibles al movimiento de fondo, al igual que los adultos más jóvenes.

"La mayoría de las veces cuando entrenas algo en el cerebro, las cosas mejoran", dice Tadin. "Este es un caso en el que, con el entrenamiento, uno mejora al ver objetos, mientras que al mismo tiempo empeora al ver el fondo. Esto nos mostró que estas dos cosas están realmente conectadas integralmente, porque cuando afectamos a uno, al otro también cambió ".



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