Magia y cerebro (II)

Algunos de los principios fundamentales de los magos son:
Una acción es un movimiento con un propósito: muchas veces los magos deben realizar gestos inusuales para realizar sus trucos. Para evitar que la audiencia sospeche (los movimientos extraños llaman nuestra atención) los magos pueden esconder el truco en un movimiento mucho más usual y que nosotros no relacionamos con un truco de magia. Un ejemplo de ello puede ser el hecho de colocarse las gafas, que puede pasar desapercibido para la audiencia (es un movimiento normal que realiza la gente que lleva gafas) y que sin embargo puede esconder el secreto del truco (por ejemplo puede ayudar al mago a esconderse un objeto en la boca).
Otro principio importante es el de la aparente repetición. Muchas veces, aunque el truco parece que se repite una y otra vez, el mago suele realizar ese mismo truco empleando métodos distintos (este es un ejemplo clásico, del gran René Lavand). Además el mago puede también hacer ver que una sospecha determinada con respecto al truco no está fundada, de modo que el mago cierra la puerta a esa posible explicación, de modo que la única explicación válida sea la magia. Esta es la llamada Teoría de las falsas soluciones de Tamariz (este vídeo de Pepe Carrol es una muestra de ello). El uso de las repeticiones ayuda a incrementar la confusión del espectador a la hora de reconstruir el proceso, como hemos visto también con el vídeo de René Lavand.
Un último principio es el de no repetir dos veces el mismo truco. Un estudio mostró que cuando se exponía por dos veces consecutivas al mismo truco a la misma audiencia, había una probabilidad mayor de identificar el método que empleaba el mago para realizar el truco. De hecho, la mayoría de las demostraciones de ceguera inatencional sólo tienen efecto la primera vez. La mayoría de los observadores suelen ver al insecto del vídeo del apunte anterior la segunda vez que lo ven (sin que nadie les haya dicho que tenía que aparecer, claro).

Pero además los trucos de magia pueden servir para estudiar los procesos de atención e incluso la conciencia. Un ejemplo de ello es un trabajo de Johansson y cols. de 2005 donde se mostraban a cada voluntario dos fotografías en las que figuraba un rostro. Se tapaban las fotografías y el voluntario decía cuál de los dos le parecía más atractivo. Los experimentadores aprendieron a cambiar las fotografías de lugar haciendo un simple truco de magia. A continuación les mostraban la fotografía que supuestamente habían elegido (pero que ahora era la otra) y les pedían a los voluntarios que explicasen por qué habían elegido esa fotografía. Sorprendentemente, sólo el 26% de los sujetos captó el truco, pero más interesante aún, cuando los sujetos tenían que explicar por qué habían elegido esa fotografía inventaron razones para justificar su elección, que realmente era la opuesta a la que se les mostraba. Los autores llamaron a este fenómeno ceguera a la elección.

Y esto se acabó. Os dejo un vídeo en el que vemos cambios de traje por doquier en la versión americana del Factor X. Disfrutadlo..

Magia y cerebro o cómo Tamariz engaña a nuestras neuronas.

Recientemente los chicos de Psicoteca publicaron un par de artículos relativos a la magia y el estudio del cerebro y justo por esas fechas apareció un artículo en Nature Neuroscience Reviews muy interesante firmado, entre otros por James Randi y Susana Martínez-Conde (podéis descargar el artículo aquí). El artículo propone que las neurociencias se pueden beneficiar del estudio de cómo los magos realizan sus trucos y de cómo éstos son percibidos por el público. A partir de aquí ruego a aquellos que no quieran que les desvele algunos trucos que se abstengan de seguir leyendo el apunte. A los que continúen con la lectura les recomiendo que a medida que vayan encontrando los enlaces en el texto vayan accediendo a ellos.

Entremos en materia. Entre las diversas artimañas que usan los magos para engañarnos se encuentran las ilusiones ópticas y otras ilusiones sensoriales, que son fenómenos en los que la percepción subjetiva de un hecho no concuerda con la realidad física de tal hecho. Un ejemplo de ello es el truco de las cucharas que se doblan, que puede realizarse de varias formas, pero una de ellas no requiere siquiera el doblar la cuchara pues basta con agitarla arriba y abajo entre los dedos. Seguramente todos hemos hecho eso mismo con un lápiz (en este vídeo lo explican detalladamente, en inglés). El que percibamos esa ilusión visual se debe a que en este movimiento participan dos tipos de neuronas diferentes, unas que se encargan de percibir los extremos de los objetos en movimiento y otras que perciben las partes medias. Cuando se agita la cuchara estas neuronas responden de forma diferente (no sincronizadas) y eso es lo que hace que nos parezca que se dobla la cuchara.

Pero son más interesantes los casos en los que los magos desvían nuestra atención para poder realizar el truco de forma adecuada. En estos trucos lo que se dan son ilusiones cognitivas, ya que no se manipula la percepción sensorial y sí la percepción cognitiva del público. Y esto puede hacerse de dos formas:
La primera es mediante la ceguera al cambio, en la cual el espectador no es capaz de percibir que hay algo diferente de lo que había antes. El cambio puede ser esperado o no y puede ser repentino o gradual e independiente de que haya interrupciones. Un ejemplo muy claro de esto es este vídeo creado por Richard Wiseman y que también recomendaban en el apunte de Psicoteca.
La segunda es mediante la “ceguera inatencional” en el que los espectadores no perciben que hay un objeto inesperado en la escena. Este fenómeno no requiere un componente mnemónico (pues no hay que comparar con la situación previa, como en el caso de la ceguera al cambio), por eso es una manipulación de la atención. El ejemplo clásico de ceguera inatencional es este vídeo.

Una duda que surge acerca de cómo los magos consiguen colarnos sus trucos es si se debe a que distraen nuestra mirada del momento en el que realizan el truco o en realidad lo que manipulan es nuestra atención. Kuhn y Tatler realizaron un experimento controlando los movimientos de los ojos de espectadores ante un simple truco que consistía en hacer desaparecer un cigarrillo (el mago lo tiraba debajo de la mesa, lo podéis ver en este vídeo) y lo que se vieron fue que el espectador estaba mirando en todo momento al cigarrillo pero aun así no veía el truco. Las conclusiones del estudio fueron que lo que en realidad hacía el mago era manipular la atención del espectador más que su mirada, usando los mismos principios que se emplean para producir la ceguera inatencional. Algo similar ocurre con los trucos en los que el mago hace desaparecer una pelota lanzándola hacia arriba varias veces seguidas (en una de ellas la pelota parece desvanecerse cuando, en realidad nunca ha llegado a salir de su mano). Durante este truco la cabeza y los ojos del mago siguen la trayectoria de la pelota imaginaria siendo lanzada hacia arriba (podéis ver un par de vídeos en este enlace). Kuhn y Land vieron que el uso de esas claves sociales por parte de los magos era fundamental para hacer que los espectadores cayeran en la ilusión (la bola desapareciendo a medio vuelo). Sin embargo, la mirada del espectador no se dirige hacia donde debería estar la pelota, lo que sugiere que el sistema oculomotor no se ve engañado por la ilusión, sino que el efecto ilusorio es producido por la redirección del centro de atención a la posición donde debería estar la pelota.

Los magos emplean varias técnicas para dirigir nuestra atención fuera del punto esencial donde se desarrollará el truco. Una de esas técnicas consiste en emplear objetos nuevos, inusuales o que contrasten mucho con el resto de objetos del escenario. Habitualmente esos son estímulos que llaman nuestra atención de forma muy acusada. Esas propiedades inducen lo que se llama control “hacia arriba” de la atención, producidas por una alta activación de alguna vía sensorial (por ej. la visión) sobre los sistemas atencionales. Un ejemplo clásico de esto es la típica paloma saliendo del sombrero. Todos miramos volar a la paloma o cómo el mago se la pasa a alguna asistente (siempre es alguna), momento que suele aprovechar para poner a punto su próximo truco (este es un vídeo excepcional con palomas). Otro tipo de control hacia arriba es el que se resume en la frase: un movimiento grande oculta otro más pequeño. A menudo los movimientos grandes o rápidos captan mejor nuestra atención que los pequeños y más lentos si tienen lugar de forma simultánea. Del mismo modo, si varias acciones tienen lugar casi de forma simultánea la que comienza primero generalmente llama más nuestra atención. (en el caso de la pelota que desaparece, la mirada del mago juega ese papel para encubrir el hecho de que no llega a lanzar la pelota). Pero la redirección de la atención puede no sólo darse en el espacio (qué mira la gente), sino también en el tiempo (cuándo mira la gente). En muchos trucos de magia el truco ya ha tenido lugar cuando la gente piensa que aún no ha comenzado o cuando piensan que éste ya ha finalizado. Muchos magos usan la comedia y las risas precisamente como un medio para reducir la atención focalizada sobre un punto determinado Piénsese, por ejemplo, en las bromitas continuas de Tamariz. Os dejo con un par de vídeos (I y II) de este genio y mañana seguimos.

La eficacia del mentiroso

El engaño es una cualidad tan ligada a nuestra condición humana como al resto de la naturaleza. Nosotros nos vestimos con ropas más anchas cuando queremos ocultar un michelín descarriado, nos maquillamos o nos ponemos tacones u hombreras cuando queremos ocultar ciertas imperfecciones de nuestra piel o aparentar un tamaño corporal mayor. Siempre un intento por engañar al otro. Y es que esta actividad de engañar está perfectamente definida en el diccionario como “inducir a alguien a tener por cierto lo que no lo es, valiéndose de palabras o de obras aparentes y fingidas” con la salvedad de que no solo “alguien” sino “algo” (un animal) puede ser el ser engañado.

En la naturaleza nos encontramos con esta condición, no solo entre los animales, sino también entre las plantas. Ya en otros apuntes tratábamos la perfección de la orquídea para asemejarse a su insecto polinizador y “robarle” cópulas en su propio beneficio. En otros casos, algunas especies animales mediante un mecanismo de mimetismo se hacen pasar por especies peligrosas cuando en realidad son organismos incapaces de producir el más mínimo daño. En todo caso, algo así como una usurpación de la identidad con el fin de engañar al otro. Lógicamente, la dinámica del sistema tiene que provocar una presión selectiva que tienda hacia la perfección del engaño en el individuo mentiroso y dotar de las máximas capacidades para discernir entre lo real y la mentira en el individuo engañado. Y es que en esta coevolución entre los organismos son muchas las variables que pueden entrar en juego resultando en un balance de costes y beneficios asociados al acierto o fracaso en la detección de la mentira tanto por parte del mentiroso como del receptor. De este modo, parece una buena estrategia mentir de vez en cuando, como haría un buen jugador de mus, marcando un farol en ciertas manos pero sin hacer uso continuado de la mentira, pues sin duda, este terminaría siendo pillado. Así, en sistemas de señalización, parece posible que la posibilidad del engaño y la veracidad alcance una situación de estabilidad (1).

Pero hay que continuar un poco más allá. Y es que a nuestro nivel, una de nuestras debilidades como mentirosos es que somos conscientes de esa mentira y, en la mayoría de los casos, nuestro cuerpo no es capaz de ocultar ese malestar. Son muchos los jugadores de cartas profesionales que utilizan gafas oscuras para ocultar sus ojos a sus oponentes. Y es que nosotros mismos, no al estilo de Pinocho, pero sí a través de nuestros ojos con su movimiento o el sudor de nuestras manos damos pistas de nuestra condición de mentirosos (en referencia a la eficacia de esto ver) o mediante pistas verbales, lo que nos convierte en presa fácil ante otros. Pero, ¿y si fuésemos capaces de ocultarnos a nosotros mismos nuestra mentira, creyéndonosla a pies juntillas? Así llegamos al autoengaño. Trivers argumenta que el autoengaño es un mecanismo seleccionado para hacer más útil el engaño. Desde luego, aún siendo peligroso por creernos algo irreal, mediante el autoengaño podemos mentir con una mayor capacidad de convicción. Cuando empecé a meditar sobre ello no pude parar de reflexionar sobre las religiones y el bombardeo de muchos aquellos que creen en un dios. Quizás, en ellos, el autoengaño también sea una buena herramienta para inducir esa corriente de opinión social. Desde luego, no deja de ser, al menos, curioso.

Por favor, lean este resumen de una conferencia de Trivers sobre el autoengaño y un experimento que se expone.

(1) Rowell et al. 2006. Why Animals Lie: How Dishonesty and Belief Can Coexist in a Signaling System. Am. Nat. 168: E180–E204.

En cursiva aparecen cambios posteriores a la primera publicación.

¿Libre albedrío? Probablemente no.

Un trabajo publicado reciente mente por un grupo alemán en Nature Neuroscience muestra que el cerebro activa una respuesta motora voluntaria 10 segundos antes de que seamos conscientes de querer llevar a cabo ese movimiento.
El experimento fue relativamente sencillo. A los sujetos que participaban en el estudio se les permitía accionar un botón, bien con la mano izquierda o con las derecha, como deseasen. Al mismo tiempo en un monitor iban pasando unas letras cada 500ms de modo que el sujeto debía recordar cuál de esas letras aparecía en el monitor cuando ellos tomaban la decisión voluntaria de pulsar el botón. Al mismo tiempo que los sujetos realizaban esta tarea se estaba registrando su actividad cerebral mediante resonancia magnética funcional. Emplearon un descodificador de patrones de actividad cerebral que permite detectar patrones de actividad cerebral asociados con una decisión particular.
Los resultados mostraron varias cosas interesantes. En primer lugar, mostraron que existe un desfase entre el momento en que el individuo es consciente de haber tomado una decisión y la realización del acto motor y este desfase está en torno a 1s. Pero lo realmente interesante del trabajo es que gracias al descodificador de patrones de actividad se vio que la actividad de dos regiones cerebrales, una región de corteza frontal (el área de 10 de Brodmann) y una región de la corteza parietal (corteza cingulada posterior/ precuneus) pueden predecir con alta eficacia qué botón pulsará el sujeto ya que esa actividad tiene lugar 10s antes de que el sujeto sea consciente haber tomado esa decisión. Debido a que la actividad en el área 10 de Brodman es algo anterior a la de corteza parietal los autores han sugerido que esta área sería la encargada de tomar la decisión mientras que la corteza cingulada se encargaría de almacenar esa decisión hasta que alcance la conciencia.
También se observaron estos patrones de actividad en el área motora suplementaria unos 5s antes de la decisión prediciendo su ritmo (timing), mostrando que habría áreas más implicadas en formar la intención de llevar a cabo un movimiento y otras más implicadas en decidir cuándo tendrá lugar este.

Hace unos años el grupo de Benjamin Libet ya mostró unos resultados similares, pero debido a su diseño experimental sólo mostró que unos 400ms antes de la decisión de realizar un movimiento con un dedo ya existe una actividad en el área motora suplementaria que predice ese movimiento. El trabajo de este grupo alemán es mejor porque permite detectar patrones de actividad que tienen lugar mucho antes de la realización del movimiento y además no presenta el problema de que los resultados puedan ser achacados al desfase entre el tiempo que el individuo toma una decisión y realiza el movimiento (piénsese en la diferencia entre 400ms y 10s, es un abismo). Los autores sugieren que esa actividad que medía el grupo de Libet en área motora suplementaria era una etapa final en el movimiento, pero que antes se activan esas otras áreas que ya hemos comentado.

Las implicaciones de este tipo de trabajos son importantes a un nivel quizá filosófico porque cuestionan la existencia del libre albedrío tal y como se entiende desde hace siglos y, yendo algo más allá, pueden cuestionar el hecho de que seamos responsables de nuestras acciones, ¿o no? En mi opinión no tienen por qué cambiar tantas cosas. Uno no puede apelar a lo que ha hecho su cerebro para justificar una acción (eso de mi cerebro se comió mis deberes o mató al perro del vecino) porque hay que asumir que nosotros somos nuestro cerebro y que este cambia con el entorno. Hay quien propone que puede que estos movimientos se activen de forma inconsciente, pero siempre existe un tiempo durante el que llegan a la conciencia en el que seríamos capaces de abolir esa intención, aunque yo no estoy del todo de acuerdo con esta visión pues ¿quién nos dice que esa decisión tomada desde la conciencia no ha sido tomada también de forma inconsciente? El tema no es fácil, pero podría solucionarse empleando un protocolo en el que el individuo pensase en pulsar un botón pero después se echase atrás. ¿Qué pensáis que ocurriría en este caso?

Referencias:

Sion Soon, C. et al, (2008), Unconscious determinants of free decisions in the human brain, Nature Neuroscience doi:10.1038/nn.2112

Para saber algo más sobre los experimentos de Libet, este es un buen sitio.

¿Por qué no podemos hacernos cosquillas?

Darwin escribió que “hecho de que un niño difícilmente pueda hacerse cosquillas a sí mismo, o en mucho menor grado que cuando le hace cosquillas otra persona, podría deberse a que el niño no conoce el punto preciso que debe ser tocado”. Esta hipótesis, sin embargo, no parece correcta, ya que la mayoría de los niños pueden sentir cosquillas incluso cuando conocen dónde y cuando se va a aplicar el estímulo.

La primera pregunta que deberíamos hacernos es, ¿es cierto que no podemos hacernos cosquillas a nosotros mismos? Un artículo en Nature en los años 70 ya lo mostró claramente. Sujetos que se estimulaban mediante un aparato que se accionaba con un pie y que producía cosquillas en la mano sentían menos cosquillas que si ese mismo control lo activaba otra persona. La siguiente pregunta es, ¿y cómo es que no le hacía cosquillas ese aparato si no era él mismo quien se tocaba la mano, sino que accionaba el aparato con el pie? La respuesta se encuentra en el mapa que genera el cerebro de nuestro cuerpo. Algunos experimentos han mostrado que neuronas que responden al movimiento de las manos pasan a responder del mismo modo cuando comienza a emplearse un utensilio que puede interpretarse como una prolongación de la propia mano (hay un experimento con monos que emplean un rastrillo, pero puede pensarse, por ejemplo, en un tenista al utilizar la raqueta o en un pintor al usar el pincel). Es decir, el cerebro termina por incorporar a su mapa del cuerpo al instrumento que se está empleando (aunque, como en este caso, se active con el pie).

Pero, entonces ¿por qué no podemos hacernos cosquillas a nosotros mismos? La respuesta se encuentra en la capacidad de predicción de nuestro cerebro. Cuando existe la intención de llevar a cabo un movimiento el cerebro realiza una predicción de cómo será ese movimiento, basándose en las experiencias previas. Lo que hace, por tanto, el cerebro es comparar la predicción que hace del acto motor con la información que llega en ese preciso momento. De ese modo puede distinguir qué estímulos sensoriales proceden de nuestros propios movimientos y cuáles proceden del exterior.

Hay dos pruebas interesantes de ello. La primera, es que podemos engañar al cerebro cuando realiza esa predicción, ¿cómo? Separando en el tiempo el estímulo y la respuesta. Por ejemplo, si se le dice a un sujeto que active un dispositivo que le hará cosquillas en la mano y aplicamos un retraso entre su acto motor (activar el dispositivo) y la respuesta del dispositivo, el sujeto dirá que siente más cosquillas cuanto más separados en el tiempo estén ambos sucesos (en un rango de tiempo de 0 a 200ms de retraso). Esta respuesta es debida a que el cerebro ya no predice tan bien cuándo va a recibirse el estímulo táctil, pues se torna más impredecible.
La otra prueba se encuentra en la actividad cerebral. Se ha estudiado cómo responde el cerebro de personas sometidas a este tipo de pruebas (haciéndose cosquillas mediante un dispositivo o bien haciéndoselas otro sujeto a través de ese mismo dispositivo). Imágenes de resonancia magnética funcional (ver figura) mostraron que cuando el sujeto trata de hacerse cosquillas a sí mismo la corteza somatosensorial (la región de corteza a la que llega la información táctil) se encuentra mucho menos activa que cuando es otra persona la que activa el dispositivo (lo que se correlaciona con una menor sensación de cosquillas). Según los autores de ese trabajo podría ser el cerebelo (muy implicado en la coordinación motora) el que estaría controlando esa menor activación de la corteza somatosensorial.

Por último, ¿existe alguien que pueda hacerse cosquillas a sí mismo? Parece que los pacientes con esquizofrenia pueden hacerlo y eso se debe a una sensación de no poseer el control de sus propios actos motores. Algunos de estos pacientes suelen afirmar que es otra persona la que mueve sus miembros y controla su conducta y algunos estudios han mostrado que incluso tienen dificu

ltades para reconocer su propia voz grabada. Debido a esta falta de sensación de control su cerebro interpreta que las cosquillas se las hace otra persona cuando en realidad son ellos mismos quienes se las están haciendo.

Una vez más, de una pregunta aparentemente tonta, pueden aprenderse muchas cosas acerca de cómo funciona nuestro cerebro.

Bibliografía.
Weiskrantz, L., et al., (1971), Preliminary observations on tickling oneself, Nature 230: 598-9.
Blakemore, S., (1998), Central cancellation of self-produced tickle sensation, Nature Neuroscience 1 (7): 635-640.
Frith, C., Descubriendo el poder de la mente, Ariel, 2008. (La imagen mostrada pertenece a este libro).

Un estudio confirma que McEnroe no suele tener razón.

Todo el mundo ha visto alguna vez una discusión del magnífico John McEnroe con algún juez de línea protestando alguna decisión acerca del bote de la pelota. En el último número del Proceedings of the Royal Society B, el psicólogo George Mather firma un artículo en el que analiza la eficacia de los jueces de línea de tenis al cantar una bola como buena o mala en un partido de tenis. Para ello ha recogido datos de partidos de 15 torneos de la ATP (Asociación de Tenistas Profesionales) en los que se recurrió al Ojo de Halcón, un sistema que permite determinar el bote de una pelota de tenis con una imprecisión de 3mm y cuyo empleo puede solicitar el jugador si no está de acuerdo con la decisión del juez de línea. Obviamente el jugador sólo puede recurrir al Ojo de Halcón un número limitado de veces (dos por set, o más si gana sus “retos”).

Mather muestra que en un 60% de las veces que se recurrió al reto los jueces de línea habían acertado, mientras que en el 40% restante el Ojo de Halcón corrigió su error. Lo que Mather se preguntó fue si estos errores cometidos por los jueces de línea se debían a pérdida de atención o a una incertidumbre perceptiva genuina, es decir, inevitable. Por ello trató estos retos como datos psicofisiológicos debido a que especifican una relación entre un evento físico (el bote de la pelota) y un juicio perceptivo (cantar el bote de la bola).

Analizando todos los datos recopilados Mather observó que la mayoría de los retos (el 94%) tenían lugar cuando la pelota botaba a menos de 10mm de la línea y que cuanto más se estrechaba esta distancia con la línea más se incrementaban los errores, lo que mostraba que los errores se debían más bien a una incapacidad del sistema visual que a una pérdida de atención. Mather creó un modelo en base a estos datos para analizar la eficacia de los jueces de línea al cantar el bote de la pelota y vio que sólo se equivocan en un 8% de los casos, lo que no es una buena noticia para los jugadores. Mather sostiene que esto supone una excelente capacidad para localizar el bote de la pelota, teniendo en cuenta que la velocidad de la misma puede superar los 200km/h en algunos casos. También atribuye una alta capacidad a los jugadores para detectar estos botes (pero su rango de eficacia, en distancia, es algo mayor que en caso de los jueces, ya que estos se encuentran parados en todo momento, mientras que el jugador ha de desplazarse hacia la pelota).

Mather también analiza las posiciones en las que los jueces de línea cometen más errores. Son aquellos botes que tienen lugar cerca de las líneas de saque y de fondo (ver esquema de la pista de tenis), en comparación con aquellos botes que tienen lugar en las líneas laterales o en la central. Atribuye estas diferencias a dos motivos: el ángulo de visión, que es más favorable en los jueces que se sitúan al fondo de la pista, ya que la bola pasa más lentamente por su campo de visión que en el caso de los jueces que se encuentran en los laterales de la pista (esta diferencia puede ser de hasta dos veces); y , por otro lado, también influye la trayectoria de la pelota (suele verse la pelota algo desplazada en el sentido de la trayectoria), lo que va a tener más importancia en las líneas de saque y de fondo, donde la bola tiende a viajar directamente hacia la línea, mientras que en las líneas laterales y central la pelota tiende a viajar más paralela a la línea.

Pero a pesar de estos datos McEnroe seguirá quejándose, y nosotros divirtiéndonos al verle hacerlo. Y es que es fácil pensar que alguien está en contra de nosotros, pero ese es otro tema.

Mather, G., (2008), Perceptual uncertainty and line-call challenges in profesional tennis, Proc.R.Soc.B, doi:10.1098/rspb.2008.0211

Comentario en Science aquí.

Inteligencia animal (III): lenguaje en los animales.

El lenguaje en otros seres vivos que no sea el ser humano no está ni mucho menos demostrado. Son numerosos y sorprendentes los vídeos de los simios Kanzi, Washoe o Koko, en los que realmente parecen entender lo que les dice el experimentador y además parecen responder de forma apropiada empleando el lenguaje de signos.

Pero, como todo en ciencia, debe analizarse cuidadosamente. Existe un precedente fallido al respecto de estas experiencias que parece importante y que son los experimentos de Herbert Terrace con Nim (su nombre, Nim Chimpsky, era una burla de Noam Chomsky, lingüista que afirma que el lenguaje es una capacidad únicamente humana). Terrace y sus colaboradores trabajaron durante años con Nim tratando de enseñarle a utilizar el lenguaje de signos americano y quedaron sorprendidos de lo rápidamente que Nim aprendía. Cuando Terrace estaba escribiendo el libro en el que describía sus conversaciones con Nim y todo lo que este chimpancé era capaz de hacer se dedicó a ver minuciosamente los vídeos de los experimentos. Lo que vio fue descorazonador: Nim sólo repetía lo que sus cuidadores hacían unos segundos antes. No había duda al respecto, e incluso hicieron algunas pruebas posteriores para confirmarlo que resultaron positivas. Terrace comenzó entonces a criticar experimentos con otros simios como Washoe o Koko en los que ocurría exactamente lo mismo que en el caso de Nim (Terrace se dedicó también a ver vídeos de estos simios con sus entrenadores). Los cuidadores de Wahoe y Koko acusaron a Terrace de ser un skinneriano infiltrado, pero dudo que esa acusación fuese muy acertada al dirigírsela a un hombre que durante años había estado trabajando con Nim y había estado convencido de su capacidad para entender el lenguaje.

Otro caso diferente es el de Kanzi, que no trabaja con el lenguaje de signos sino con lexigramas (símbolos geométricos abstractos representados en fichas de plástico o teclas de ordenador). Pero hay una diferencia muy importante entre emplear un lenguaje y entender el lenguaje. El hecho de que Kanzi pueda trabajar con los lexigramas no quiere decir que entienda qué significan. En la frase “por favor máquina dar plátano” se emplean 4 lexigramas. Kanzi sólo tiene que aprender a colocar esos cuatro lexigramas en el orden adecuado, del mismo modo que una paloma puede aprender a picotear sobre 4 teclas de diferentes colores en un orden determinado para obtener una recompensa. A Kanzi no le hace falta saber qué significan esos lexigramas ni saber nada sobre estructuras sintácticas, sólo que si coloca los lexigramas en el orden adecuado obtiene un plátano. Lo que sí tiene es una excelente memoria para recordar distintas combinaciones de lexigramas.

Pero aparte de estas objeciones básicas hay otras objeciones metodológicas que son también importantes. Por ejemplo, los experimentadores que trabajan con estos simios no suelen aportar todos los datos cuando se les requieren (suele haber vídeos seleccionados o “conversaciones” con ellos en fechas muy diferentes), por lo que los controles sobre este tipo de trabajos son más bien escasos. En ocasiones yo diría que hay un sesgo en favor de aquello que hacen estos simios y que tiene un significado en contra de aquello que hacen y que no lo tiene (del mismo modo que la gente sólo se queda con aquello que ha acertado el horóscopo y no recuerda todo aquello en lo que falló). Y los resultados negativos, si no se olvidan o se obvian, se intentan justificar con explicaciones más bien estrafalarias, como las de la entrenadora de Koko que cuando cometía fallos en las pruebas afirmaba que se trataban de metáforas o mentirijillas. Eso no es serio.
Uno de los miembros del equipo de entrenadores de Washoe afirmó que habían sido demasiado generosos con la interpretación de los signos del chimpancé: “cada vez que el chimpancé realizaba algún signo debíamos rápidamente registrarlo en el diario. Siempre se estaban quejando de que en mi diario había pocos signos ...simplemente yo no los veía La gente oyente registraba cada movimiento que realizaba el chimpancé como si fuese un signo. Cada vez que el chimpancé ponía un dedo en su boca decían ¡está haciendo el signo de beber! Y le daban un poco de leche.”

Que los simios no puedan hablar no es problema. No están sometidos a las mismas condiciones que el ser humano. No necesitan el lenguaje. Enseñar el lenguaje humano a los simios es algo similar a poner a un perro a montar en bici, atándole las patas a los pedales y poner en marcha un motor que los mueva para después decir: ¡mira, el perro monta en bicicleta!
Sólo una cosa más. Entre estos experimentos sí que hubo un verdadero ejemplo de inteligencia animal, que fue el protagonizado por Kanzi, que aprendió a emplear los lexigramas por observación de cómo se le enseñaba a su madre (que no logró aprenderlo). Es uno de los pocos casos documentados de aprendizaje observacional en animales.

Inteligencia animal (II): ¿autonconciencia en otras especies?

Desde que Gordon Gallup realizase sus famosos estudios de la marca en la frente en chimpancés, se ha hablado mucho acerca de la posible autoconciencia de chimpancés, bonobos y gorilas, tanto que hoy casi es ya un dogma. Pero los datos a favor de esta visión no parecen ser tan elocuentes como los defensores de esta idea tratan de hacer ver. Gallup colocaba a los chimpancés durante diez días frente a un espejo y el día 11 les anestesiaba y les pintaba una marca roja en la frente. Cuando se despertaban se colocaban delante del espejo y se contaban las veces que se tocaban la marca de la frente (en comparación con el número de veces que se tocaban la frente cuando no tenían dicha marca).
Los chimpancés, al ser expuestos por primera vez a un espejo suelen mostrar un comportamiento similar al que mostrarían si el que hubiese en la imagen fuese otro congénere. También les sucede esto a monos no antropoides o a los perros, que finalmente terminan por ignorar la imagen del espejo. En los monos antropoides ocurre que con el tiempo comienza a observarse cómo, mirándose en el espejo, se espurgan o buscan comida entre sus dientes.
El problema es que estos estudios no pueden diferenciar claramente si lo que ve el mono en el espejo es a sí mismo o a otro de su misma especie. Por ejemplo, suelen pasar más tiempo delante del espejo cuando tienen la mancha roja que cuando no la tienen, pero eso puede deberse sencillamente a que tras diez días viendo la misma imagen el día 11 aparece una imagen diferente que requiere una mayor atención. Por otro lado, el hecho de que se espurguen o se examinen (las llamadas conductas autodirigidas) se suelen dar cuando un chimpancé se encuentra cerca de otros de su misma especie (por lo tanto sería difícil diferenciar si se dan porque él se ve en el espejo o porque piensa que hay otro mono cerca). Por otro lado, otros trabajos con chimpancés no han podido reproducir esos resultados de la marca (de 11 chimpancés sólo uno se tocó la marca durante la prueba y sólo tres mostraron conductas autodirigidas).
Por último, se ha visto que el tamarino de cabeza algodonada, que es un mono no antropoide, también responde a la prueba de la marca (en este caso lo que se hace es pintar el penacho de pelo blanco sobre su cabeza), pero otras pruebas muestran que estos monos no tienen teoría de la mente, por lo que Marc Hauser, autor del estudio, sugirió que equiparar autoconciencia y y reconocimiento en el espejo podría ser una pista falsa.
Se han propuesto otras pruebas de autoconciencia en elefantes, delfines o monos, que son capaces de encontrar comida escondida mediante el reflejo en un espejo o la imagen de su cuerpo en un monitor. El problema es que existe una forma más sencilla de explicar este comportamiento y que no requeriría de autoconciencia para llevarla a cabo, aunque sí de inteligencia por parte de estos animales. No es necesario que el elefante sepa que la trompa que está en el espejo es la suya, le basta con descubrir que cuando la trompa toca la comida en el espejo, su trompa también toca la comida. Es una cuestión de retroalimentación visual, que nada tendría que ver con la autoconciencia y que también tendría que ver con cómo los primates se tocan la marca en el espejo.

Con todo esto no quiero decir que los primates no tengan autoconciencia. Sencillamente no lo sé. Pero creo que las pruebas de que disponemos actualmente no nos permiten afirmarlo categóricamente, como suelen hacer muchos primatólogos y ecologistas, pues existen otras explicaciones alternativas a los resultados experimentales que podrían ser igualmente válidas y que no implicarían la existencia de autoconciencia en estas otras especies. Sin embargo, aunque no tuvieran autoconciencia, eso no sería óbice para que se ampliasen ciertos derechos de disfrute exclusivo de los humanos. Pero este ya es otro tema del que hablaremos largo y tendido.

Bibliografía:
-Budiansky, S., “Si los animales hablaran...no los entenderíamos”, Ateles Editores, 2001.
-Hauser, M., (1995), Self-recognition in Primates: Philogeny and the salience of species-typical features, PNAS 92: 10811-14.
-Swartz,K.B. y Evans, S., (1991), Not all chimpanzees (Pan troglodites) show self recognition”, Primates 32: 483-96.

Ver también en este blog: Inteligencia animal (I)

Disparidad binocular y visión 3D (y III)

Bases cerebrales de la visión en 3D.

Como hemos comentado en los post anteriores, cuando un objeto aparece en el campo visual los movimientos oculares se encargan de dirigir la mirada hacia ese objeto para realizar la fijación visual. En el momento en que el blanco se proyecta en medio de ambas fóveas se percibe una imagen única (fusión binocular), y finaliza el movimiento ocular. Esto sirve para coordinar ambos ojos, ya que el campo visual de cada uno de ellos es diferente, como habréis podido comprobar si habéis realizado alguna de las pruebas que os hemos propuesto.
La disparidad retiniana es empleada por el cerebro de dos modos diferentes: primero, como una retroalimentación para que el sistema oculomotor realice el alineamiento ocular y estabilice la imagen en la retina y segundo, como información para alcanzar la estereopsis o visión en 3D. Para que el cerebro utilice las disparidades debe establecerse de alguna manera la correspondencia entre las características de la imagen que caen en cada retina, pero todavía no se sabe cómo el cerebro resuelve este problema de correspondencia. Así pues, las disparidades retinianas están siempre presentes durante la visión binocular normal, por lo que el sistema debe utilizarlas para alcanzar la visión única. Desde los trabajos de Gian F.Poggio se conoce la existencia de células en la corteza cerebral visual sensibles a disparidades retinianas horizontales. Los primeros procesos de información estereoscópica dependen de tres sistemas funcionales principales de neuronas corticales: el sistema de disparidad cercano (formado por neuronas que responden a disparidades cruzadas), el sistema de disparidad lejano (formado por neuronas que responden a disparidades no cruzadas) y el sistema correspondiente o de disparidad cero (formado por neuronas que responden no a la disparidad sino a la correlación de texturas, lo que ayuda también a formar la imagen en 3D) . Estos tres sistemas se han identificado en las áreas V1, V2 y V3 de la corteza visual de los macacos. A nivel funcional, las poblaciones de neuronas de los sistemas de cercanía y lejanía dan lugar al procesamiento neural que da lugar a la estereopsis grosera y algunos subtipos entre ellas contribuirían a la estereopsis fina.. Las neuronas del sistema de disparidad cero contribuyen a los mecanismos de retroalimentación del sistema oculomotor.
En la percepción de profundidad también influyen mecanismos monoculares como la percepción de contornos, a lo que contribuye de forma decisiva la percepción de sombras, y la información procedente de la perspectiva (lineal, tamaño, escorzo, detalle, etc). Existen células sensibles exclusivamente a cada una de estas características en la corteza visual. El tamaño de los objetos también será importante a la hora de que el cerebro genere la percepción de profundidad y, por último, el paralaje monocular también es otros factor importante para la percepción de profundidad

Pero existen neuronas en otras áreas de la corteza no visual que también parecen participar en la visión en 3D. Los mecanismos neurales de la visión estereoscópica de la forma han sido estudiados desde hace relativamente poco y en estos procesos han sido involucradas dos áreas cerebrales estudiadas en los macacos: una pequeña subregión del córtex inferotemporal llamada TEs (ver Figura a) y la región intraparietal caudal (CIP) (ver en este enlace, marcada en rojo, y obsérvese lo similar del cerebro del macaco al del humano). De hecho, a nivel clínico se ha observado que sujetos con lesiones en el lóbulo temporal pueden tener problemas para visualizar objetos en 3D o pueden incluso llegar a perder esa capacidad.

Las neuronas de TEs responden selectivamente a la orientación y curvatura en la superficie de imágenes estereoscópicas, por lo que esta región da lugar a una descripción detallada en 3D de los contornos de la superficie y de su contenido. Esta descripción es producida sólo por estímulos binoculares en los cuales los sujetos ven la profundidad y ésta no varía aunque se modifique dicha profundidad.
Las neuronas de la región CIP son sensibles a la orientación en profundidad de superficies y objetos alargados y sus respuestas no se ven modificadas por pistas de profundidad. Estas neuronas responden también a gradientes de textura y perspectiva lineal y sus respuestas se incrementan cuando estos elementos se combinan de formas determinadas. También en CIP hay neuronas sensibles a la orientación de ejes. Algunos datos preliminares muestran que algunas de las neuronas sensibles a la orientación de los ejes prefieren un grosor intermedio, son selectivas de forma y no parecen discriminar la curvatura de la superficie.
Estos datos sugieren que las neuronas encargadas de representar la forma en 3D estarían situadas en torno a las áreas Tes y CIP y reciben proyecciones de áreas corticales visuales como V3 y V4 (áreas de procesamiento visual), pero todavía no se conoce el proceso con detalle (ver Figura b).. De hecho, es uno de los aspectos menos estudiados de la visión.

Bibliografía.

Orban, G.A., Janssen, P., Vogels, R., (2006), Extracting 3D structure from disparity, TRENDS in Neurosciences.29 (8):466-473.

Sakata,H., Tsutsui,K., Taira, M., (2005), Toward an understanding of the neural processing for 3D shape perception, Neuropsychologia 43: 151–161

Acuña,C., Cudeiro, J., “Procesos visuales centrales”, (1998) En: Manual de neurociencia, Delgado, J.M., Ferrús, A., Mora, F., Rubia, F.J. Ed.Síntesis págs:579-614.

Disparidad binocular y visión 3D (II)

Polarización

Antes de nada habrá que saber qué es la polarización, así que intentaré explicarlo de la manera más sencilla posible. La luz se trata de una onda electromagnética que se propaga en todas las direcciones, por eso cuando encendemos una lámpara se ilumina toda la habitación y no solo el suelo que tiene debajo. El decir que es una onda electromagnética significa que tiene una componente de campo eléctrico y otra de campo magnético. Estos dos campos llevan direcciones perpendiculares y el uno depende del otro de modo que para nuestra explicación servirá con hablar únicamente de uno de ellos, por ejemplo el eléctrico.
Pues bien, el campo eléctrico de la luz mientras se propaga por el espacio va continuamente girando en todos los planos. Esto es como si cogéis un folio y lo empezáis a girar continuamente por su eje central. El campo eléctrico de la luz hace eso mismo. Pero, ¿qué ocurre si conseguimos que la luz únicamente vaya en un plano? La respuesta es muy sencilla. Y es que una vez conseguido esto, decimos que la luz está polarizada. Quizá sea un poco lioso explicarlo de palabra, pero se ve fácilmente con un dibujo.

El conseguir la polarización de la luz no es un trabajo complicado aunque parezca difícil. Lo que se debe hacer es disponer de una lámina con unas ranuras de una altura determinada y en una posición determinada. Para la luz, por ejemplo, la altura de estas aberturas debe ser del orden de la longitud de onda de la luz, es decir entre 380 y 780 nanómetros, dependiendo del color que queramos obtener. Para una onda electromagnética de mayor longitud de onda como por ejemplo las microondas, las ranuras deben ser de entre un milímetro y un metro.
Lo de la posición tiene que ver con la absorción del campo eléctrico que tiene lugar en las ranuras, pero sería bastante complicado de explicar, de modo que os diré lo que podéis hacer para comprobarlo experimentalmente. Cuando vais al cine IMAX en 3D, las gafas están diseñadas para polarizar la luz en el sentido correcto para obtener la ilusión en 3D. Pero, ¿que ocurre si giramos nuestra cabeza acercándola a uno de nuestros hombros? Pues que estaremos cambiando en 90 grados el ángulo de las microscópicas ranuras de las gafas, por lo que la polarización no se produce y veréis la película igual que si no las tuvierais puestas. Si sois muy impacientes y queréis ver este efecto antes de que empiece la película también podéis usar vuestro teléfono móvil. La luz que sale de él está polarizada ya que las pantallas de cristal líquido o LCD funcionan de este modo. Así que si giráis el móvil enfrente de vosotros, notaréis variaciones en el brillo de la pantalla, e incluso puede llegar a verse completamente oscura. De ahí que sea imprescindible disponer de las ranuras en la posición adecuada.
Si queréis hacer vuestras propias pruebas en internet, tenéis esta página en la que podréis elegir el ángulo con el que veis la luz polarizada. Considerad lo que llaman analizador como si fuera vuestra vista. Espero que gracias a esta página podáis entender mejor todo este tema de la polarización de la luz.

Aquí tenéis unas gafas para producir la polarización:

¿Cómo se consigue la ilusión 3D con lentes polarizadas?
Al final volvemos a lo mismo. Se proyectan dos películas superpuestas una para cada ojo, y eso provoca la sensación de 3D. Las lentes polarizadas sirven para que por un ojo sólo se vea una de las proyecciones, y por el otro la otra. Es decir, que se proyectan dos películas ambas con luz polarizada, pero en distintos planos. Así mediante las gafas, cada proyección sólo se ve por el ojo adecuado. Si por ejemplo una de las dos proyecciones cae, el lado correspondiente quedará en negro, ya que no pasará nada de luz. La luz de la proyección destinada al otro ojo no pasa, ya que la gafa sólo deja pasar por ese lado la luz que se propague en un determinado plano.

Haz la prueba
Vete a una sala de cine 3D que tenga el sistema IMAX 3D. Durante la película quítate las gafas, y verás que sin las lentes polarizadas ves una película doble. Cuando te pones las gafas lo ves todo en 3D, porque cada lente selecciona una película para cada ojo.
Otra cosa que puedes hacer es cerrar un ojo. Si cierras un ojo, desaparecerá la ilusión de 3D, ya que se basa precisamente en la disparidad BINOCULAR. Eso quiere decir que se necesitan 2 ojos para percibir el efecto. Y esto es válido para el IMAX y para todos los sistemas anteriores. Si cerramos un ojo el efecto se va.

Fíjate
Pon un dedo frente a tus ojos y enfoca un objeto que esté más lejos que el dedo. Si nos fijamos, si un objeto está muy cerca de nosotros, existe mucha disparidad (si enfocamos un objeto más lejano). Si tengo el dedo muy cerca de los ojos y hago lo de cerrar un ojo y luego abrirlo y cerrar el otro, la imagen del dedo cercano parece moverse mucho. Si lo alejo un poco la disparidad es menor, y al hacer lo de cerrar un ojo y luego el otro, parece moverse menos.
Fíjate en el cine. Si te quitas las gafas verás que los objetos que se supone están muy cerca de ti en la ilusión de 3D (que casi parece que puedes tocarlos), al quitarse uno las gafas son los que más distancia tienen con su copia (con los mismos objetos en la otra proyección superpuesta). Los objetos que están algo más alejados, tienen una separación menor.
Podrás también ver cómo cuando en la ilusión 3D acercan un objeto (como las letras del final que a veces las presentan así), el objeto al ser visto sin las gafas polarizadas lo que hace es separarse de su copia (que realmente no es una copia, sino una imagen muy similar vista desde un punto de vista ligeramente diferente: el de nuestro otro ojo).

Saliéndonos de la disparidad: constancia del tamaño

Los objetos más cercanos ocupan un mayor espacio en la retina. Los más lejanos ocupan un espacio menor. Es lo que se llama constancia del tamaño en función de la distancia. Y es que la distancia percibida a la que están los objetos no es una dimensión independiente a la del tamaño percibido, sino que están en relación. Así si por ejemplo manipulamos las claves de la distancia percibida, el tamaño varía y se producen ilusiones de tamaño. Lo vimos aquí y aquí hace algún tiempo.

Haz la prueba
Cuando vayas al cine fíjate bien. Cuando algo se acerca mucho en la ilusión de 3D, si uno se quita las gafas, lo que ve es que se separan las imágenes y aumentan su tamaño.
Es decir, que aumenta la separación de las imágenes de las dos películas (del objeto que se acerca) y aumentan su tamaño. Por ejemplo, se acerca un tiburón a comernos. Pues la imagen del mismo en las dos proyecciones se separa más y más, según percibimos que se acerca en la ilusión. Y su tamaño aumenta para mantener la constancia de tamaño.

Disfrutad probando por vosotros mismos :)

Y mañana: bases cerebrales de la disparidad binocular.

Disparidad binocular y visión 3D (I).

Serie de apuntes escritos en colaboración por Wis, Brainy y Héctor.

El mundo que nos rodea lo percibimos en 3 dimensiones. Sin embargo, eso es algo que nuestro cerebro consigue a partir de una imagen del mundo en 2D que se proyecta sobre la retina. Es decir, que la luz entra por el ojo y llega a la retina, que es una superficie en 2D. ¿Cómo es capaz nuestro cerebro de conseguir la percepción en 3D a partir de una imagen en 2D? Hay varias claves que utiliza nuestro cerebro para conseguir dicho objetivo. En este post nos centraremos principalmente en una de esas claves: la disparidad binocular.
¿Qué es eso de la disparidad binocular? Según wikipedia: “se conoce como disparidad binocular o retinal a la ligera diferencia entre los dos puntos de vista proporcionados por ambos ojos.”
Es decir, que con un ojo no vemos exactamente lo mismo que con el otro, ya que se encuentran situados en lugares ligeramente diferentes en el rostro. Pero para entender mejor lo que es la disparidad, una pequeña prueba.

Haz la prueba
Pon tu dedo pulgar delante de tus ojos, con cosas detrás del mismo que sirvan como referencia. Enfoca con la vista tu dedo y cierra un ojo. Luego abre el ojo cerrado y cierra el otro. Hazlo varias veces seguidas. Da la impresión de que el dedo se mueve hacia los lados. Esto es debido a que la imagen que vemos con un ojo es ligeramente diferente a la que vemos con el otro.

La disparidad binocular puede ser cruzada o no cruzada. En disparidad cruzada, el objeto que vemos está situado más cerca que el punto de enfoque. Sin embargo, en la disparidad no cruzada, el objeto que vemos está más lejos que el punto de enfoque.

Haz la prueba
Ahora vamos a hacer algo parecido a lo que hemos hecho antes. Pero ahora utiliza 3 objetos, que sean similares a poder ser. Estos objetos van a hacer el papel que antes le ha correspondido al pulgar. Pueden valer fichas de dominó por ejemplo.
Coloca uno muy cerca de los ojos (con cierta distancia de seguridad), otro algo más lejos, y el tercero ya más lejano que los dos anteriores.
Es decir, en fila uno detrás de otro a diferentes distancias, frente a tu mirada. Mueve un poco el segundo a la derecha para que no quede justo detrás del primero, y haz lo mismo con el tercero, a una distancia un poco mayor. Así los tienes en fila y puedes verlos a los tres de un golpe de vista.
Ahora enfoca al segundo, al que está en el medio. Y enfocándolo, cierra un ojo. Luego ábrelo y cierra el otro. Y todo esto mientras enfocas el del medio (2º). ¿Qué ocurre? Si te fijas, el primer objeto y el tercero parecerán moverse igual que lo hacía el pulgar. Sin embargo, el tercero lo hará hacia un lado, y el primero al contrario.

Sí, vale, hay disparidad. Pero, ¿Qué tiene que ver esto con la percepción en 3D? Pues que nuestro cerebro usa la diferencia que hay entre ambos ojos para calcular mucho mejor la distancia a la que se encuentran los objetos. Es la única clave binocular de 3D. Todas las demás claves son monoculares. Sin embargo, ésta es una de las claves más importantes.

Haz la prueba
Pon tus dos dedos índices o dos objetos cualquiera (dos bolígrafos por ejemplo) uno detrás del otro a cierta distancia. Has de ponerlos de tal forma que queden en fila uno casi detrás del otro, pero que se vean ambos (como en el ejercicio anterior pero con sólo dos). Míralos fijamente y cierra un ojo. Vuelve a abrirlo. Vuelve a cerrarlo y a abrirlo otra vez. Y así todas las veces que quieras. ¿Notas cómo el hecho de ver con dos ojos da mucha más sensación de profundidad? ¿Notas que con dos ojos se aprecia mucho mejor la distancia que hay entre un objeto y otro?

Haz otra prueba
Pide a alguien que se ponga frente a ti, y mueva su dedo índice de atrás adelante (estando el dedo índice en vertical de modo que podríamos colocar un aro encima). Estando tú de frente, intenta tocar su dedo índice en movimiento desde un lateral con un bolígrafo con un ojo cerrado. Luego hazlo con los dos ojos abiertos. ¿Notas diferencia? ¿Notas que cuando usas los dos ojos eres mucho más preciso? Tener dos ojos ayuda a valorar mejor las distancias. Probablemente esto nos da una idea del valor evolutivo de la disparidad binocular para el ser humano.

Si nuestro cerebro usa la información de la disparidad para la percepción de 3D, ¿no podremos engañarle, presentando a cada ojo imágenes tal y como si estuviéramos viendo realmente objetos tridimensionales?

Sin usar nada más que esta clave de la disparidad, se pueden producir ilusiones 3D a partir de imágenes en 2D. De hecho así lo constató el psicólogo y neurocientífico Belá Julesz. Julesz mostró a través de los estereogramas, que se podía crear la ilusión de 3D solamente manipulando la clave de la disparidad binocular. Quien quiera ver algunos estereogramas puede hacerlo aquí. Imagino que todos recordaréis el famoso libro del “Ojo Mágico”. Pues ahora ya sabéis como funciona.
Pero Julesz no fue el primero en darse cuenta de que mediante la manipulación de la disparidad se podía producir el efecto de 3D. Quien lo hizo fue el físico Charles Wheatstone, que fue el que inventó el estereoscopio. En la foto podemos ver cómo hay dos imágenes sacadas con una cámara con dos lentes separadas a la distancia a la que se encontrarían los ojos humanos. Con el aparato se acerca una imagen a cada ojo. Así se crea la ilusión de 3D.

Existen otros sistemas de crear la sensación de 3D, como pueden ser los anaglifos, creados por primera vez por el fotógrafo francés Louis Ducos du Hauron. Este sistema necesita de unas gafas como las que aparecen en la foto.

Las gafas correspondientes son las azules y rojas. Las lentes son filtros que solamente dejan pasar una de las dos imágenes que estarán dibujadas o fotografiadas…o proyectadas, ya que creo que este sistema se ha usado también para proyectar películas.
Al final se basa en lo mismo que los anteriores, en dos imágenes tomadas (como las que percibiríamos de forma natural por cada ojo con un objeto 3D), y mediante las gafas conseguir que sólo una de esas dos imágenes llegue a cada ojo, imitando así lo que percibiríamos si hubiera realmente un objeto en 3D. Sólo que no lo hay, es una ilusión creada a partir de una imagen en 2D. Quien quiera fabricarse unas gafas puede encontrar cómo hacerlo aquí. Y quien quiera usarlas luego, podrá encontrar imágenes bastante conseguidas aquí y aquí.

Por último comentar también los sistemas que se valen de la polarización para conseguir generar la ilusión de 3D. En los cines 3D es el sistema que se usa.Pero, ¿qué es la polarización? ¿Qué son las lentes polarizadas?

Con ello continuaremos mañana.

Teorías de la conciencia para legos en la materia.

1.Algunas cuestiones filosóficas previas.

Para desentrañar el misterio de la conciencia la primera pregunta que debemos plantearnos es, ¿qué es la conciencia? A San Agustín, cuando le preguntaban ¿qué es el tiempo? respondía: Si nadie me lo pregunta, lo sé, pero si quisiera explicárselo al que me lo pregunta, no lo sé. Todos sabemos lo que es ser conscientes pero no sabemos muy bien cómo explicarlo. Gerald Edelman propone una explicación sencilla: conciencia es lo que usted tiene si está despierto y lo que usted pierde en el sueño profundo bajo anestesia y recupera de nuevo al despertar. Uno de los problemas que entraña el estudio de la conciencia se encuentra en que ésta puede estudiarse tomando como referencia diferentes procesos que afectan a la propia conciencia, como la atención, la memoria, o la percepción, de modo que es posible que se estudien estos procesos, y se llegue a saber mucho sobre ellos pero no se llegue a saber nada sobre la conciencia en sí. Lo primero que habrá que saber es cómo y en qué medida cada uno de estos procesos afecta a la conciencia.
En relación con esta última crítica David Chalmers propone que en el estudio de la conciencia nos podemos enfrentar a los “problemas fáciles”, que según él son los que puede estudiar la neurociencia y que comprenderían los procesos anteriormente citados (procesamiento de la información sensorial, procesos atencionales, memoria...), pero al mismo tiempo existiría un “problema duro”, que consistiría en explicar cómo procesos físicos como la actividad de las neuronas o la liberación de neurotransmisores dan lugar a una experiencia subjetiva inefable. Para ilustrar este problema Chalmers plantea un viejo experimento mental: imaginemos a la neurocientífica María, que es la mayor experta en visión en color del mundo pero que nunca ha experimentado el color por haber estado siempre en una habitación blanca y negra. Ella puede explicar perfectamente cómo se produce la percepción del color, qué áreas se activan en el cerebro ante la visión en color, cómo esa percepción puede verbalizarse e incluso es capaz de distinguir los diferentes colores en función de la longitud de onda de la luz. Hasta aquí los “problemas fáciles”, pero a María, por mucho que conozca a la perfección esos procesos físicos, se le escapará siempre la percepción subjetiva de los colores. Lo que Chalmers afirma es que este experimento mental muestra que se dan hechos relativos a la experiencia consciente que no se deducen de los hechos físicos concernientes al funcionamiento del cerebro (veremos en futuros apuntes qué es lo que él propone para solucionar este supuesto dilema).
La neurociencia actual se divide entre aquellos que consideran que este problema duro es irresoluble (en este grupo suelen situarse también algunos psicólogos que no están muy interesados en el funcionamiento del cerebro, como Pinker), otros que plantean algunas ideas alternativas (la gravedad cuántica de Penrose, que, sin embargo sigue sin explicar este “problema duro”, también el propio Chalmers o Varela), y por último están los que niegan que exista este problema, que me atrevería a decir que son la mayoría, al menos en el campo de las neurociencias. Estos últimos defienden la identidad entre los procesos cerebrales y los procesos mentales. Crick y Koch criticaron el experimento mental de Chalmers afirmando que la razón por la que María no sabe qué es ver un color es que nunca ha tenido una representación neuronal explícita de uno en su cerebro, sólo la ha tenido de las palabras e ideas asociadas a los colores.
Esto último tiene mucho que ver con aquella vieja pregunta de Thomas Nagel “¿Cómo es ser un murciélago?”: si no poseemos el cerebro de un murciélago podremos explicar perfectamente su conducta en base a la anatomía, bioquímica y fisiología de su cerebro pero no sabremos nunca cómo es ser un murciélago. Edelman zanja este tema con una afirmación que en mi opinión no se tiene muy en cuenta (aunque creo que es muy importante) al estudiar la conciencia: la ciencia expone sus resultados en forma de leyes o teorías explicativas que informan sobre un determinado proceso o evento, pero nunca son ese proceso o evento.
Cuando estudiamos la conciencia lo estudiamos desde fuera de nosotros mismos (como debe hacer siempre la ciencia) pero no podemos despojarnos de nuestra conciencia y dejarla a un lado, de modo que aunque lleguemos a explicar perfectamente la conciencia siempre habrá quien piense que hay algo más, pero no es así. Si se asume la identidad proceso cerebral=proceso mental este problema no existe. Un ejemplo tal vez nos sirva de ejemplo en este caso. Imaginemos que somos un objeto en movimiento parabólico y que (cosas de la imaginación) tenemos conciencia. Yo podría saber que estoy compuesto de átomos que establecen uniones entre ellos para formar moléculas y que estas moléculas se unen entre sí formando una estructura geométrica determinada y que además llevo una velocidad determinada y que la gravedad condiciona mi movimiento en el aire, así como la propia resistencia que opone el aire. Pero a pesar de saber todas esas cosas (además de mi punto de fusión y otras variables físicas) siempre pensaría que ese no soy yo, que hay algo más. En este artículo de Dennett se explica muy bien esta aparente (e inexistente) diferencia.
En mi opinión este supuesto problema tiene mucho que ver con aquella antigua diferencia metafísica entre esencia y acto de ser, substancia y accidentes, etc. Esta concepción de la realidad hace que se pueda escuchar la afirmación: la ciencia explica el cómo y el por qué de las cosas pero no explica qué son las cosas (expresada recientemente por el insigne Sr.Sánchez Dragó en una entrevista a Punset, donde dejó muy clara su ineptitud científica (seguía hablando del bien de la especie) y de su opinión nefasta de los científicos (según él arrogantes y soberbios, se ve que no se mira mucho el ombligo...).

En la siguiente entrega: características de la conciencia y algunas teorías sobre ella.

Bibliografía: en el texto hay algunos enlaces a artículos de los autores mencionados, pero si queréis saber más, decídmelo en los comentarios.

Pensar en las musarañas.

A menudo, cuando realizamos alguna tarea monótona o nos abandonamos al mullido tacto de un sillón y no centramos la atención en una tarea compleja o novedosa, comenzamos a divagar, a soñar despiertos. Es de suponer que en estas condiciones distintas regiones del cerebro se activarán para dar lugar a tales experiencias, y esto es precisamente lo que están estudiando desde hace algunos años varios grupos de investigación con suficiente presupuesto como parar poder dedicarse a estos menesteres (qué suerte la suya).

Hace unos meses apareció un trabajo en el que se analizaba qué áreas del cerebro podrían estar involucradas en la generación de las divagaciones. Se sabe que hay un conjunto de áreas que se encuentran activas cuando un sujeto está en reposo (los autores la llaman default network, que no me he atrevido a traducir). A esas condiciones basales los investigadores las llamaron pensamiento independiente de estímulo.
El trabajo consistió en que varios voluntarios se enfrentaron a tres situaciones diferentes: 1) situación de relajación (o estado basal); 2) realización una tarea monótona (se repetía la misma tarea durante 4 días consecutivos); 3) realización de esa misma tarea pero incluyendo aspectos novedosos de forma que los sujetos tuviesen que prestar más atención a la realización de la prueba.
Los voluntarios afirmaron haber tenido más pensamientos independientes de estímulo en el estado basal, después durante la realización de la prueba monótona y por último en la prueba que incluía aspectos novedosos. Hasta aquí todo lo que era de esperar.
A continuación (el quinto día) los voluntarios realizaron las mismas tareas y se observó su actividad cerebral mediante resonancia magnética funcional. Se vio que las áreas más activadas durante el estado basal y durante la tarea monótona reducían su actividad cuando se sometía a los pacientes a la prueba que incluía aspectos novedosos y, además, la activación de esas áreas correlacionaba de forma directa con los pensamientos independientes de estímulo que decían haber tenido los participantes. Entre esas áreas se encontraban la corteza cingulada anterior, algunas áreas de la corteza prefrontal que controlan el movimiento de los ojos y diversas regiones de la corteza visual y algunas del lóbulo temporal.

En otro trabajo aún más reciente se ha estudiado la actividad de estas mismas áreas en monos anestesiados y se ha visto que también están activas, por lo que estos estados podrían no ser únicos de los humanos (ni siquiera de primates, se atreven a sugerir los autores). El problema es que el trabajo se ha llevado a cabo en monos anestesiados, pero no hay que olvidar que algunas de las áreas que parecen estar implicadas en estos pensamientos independientes de estímulo se encuentran muy activas durante el sueño REM (ej: corteza cingulada o las áreas que controlan los movimientos de los ojos).

Los autores, por tanto, relacionan la actividad de estas áreas con las divagaciones, pero también consideran que esta conclusión puede no ser cierta. Algunas de las áreas activadas (corteza prefrontal o cingulada anterior) están implicadas en la conciencia de uno mismo (el estado interno del individuo), por tanto, es posible que lo que realmente estén midiendo sea que los individuos son conscientes de que divagan, más que la propensión de estos a divagar. Una prueba a favor de esta sugerencia es que habitualmente los individuos no son conscientes de que están divagando, por tanto, no siempre son fiables sus testimonios al respecto.

Y, por último, ¿para qué podrían servir estas divagaciones? Hay varias hipótesis al respecto. Los autores del artículo en monos sugieren que podría ser un mecanismo para afianzar las sinapsis formadas (¿aprendizaje por repetición de lo ya hecho o por proyección en el futuro de algunos de nuestros actos?), función que también se ha propuesto para el sueño REM. Otra hipótesis es que las divagaciones mantienen un nivel de alerta óptimo, facilitando la realización de tareas monótonas. Es posible, también que se trate de un mecanismo para dividir la atención y poder así coordinar tareas mentales simulatáneas. Y una opción que también se plantean los investigadores es que aunque la mente, cuando divaga, produce a veces pensamientos que son útiles, esto no prueba que la mente divague porque esos pensamientos sean adaptativos. Por el contrario, la mente podría divagar simplemente porque puede.

Artículos mencionados:

Mason et al., Science 315: 393-5 (2007).

Vincent et al., Nature 447:83-6 (2007).

Oiga doctor, el revés me va al revés.

Probablemente habrás visto alguna vez una de esas escenas en las que un ángel, por un lado y un diablillo por el otro, le dicen a un personaje lo que tiene que hacer y, mientras uno le dice una cosa el otro le dice la contraria. Ahora supongamos que cada uno de ellos le habla a un hemisferio del cerebro del personaje y que ambos hemisferios obedecen, de modo que uno de ellos lo hace de forma consciente (aquel, por supuesto, al que le habla el ángel) y otro lo hace de forma inconsciente (aquel que está dominado por el diablillo). El caso parece complicado, ¿verdad? Pues esto es más o menos lo que les ocurre a los pacientes que presentan el síndrome de la mano anárquica.

Los pacientes con este síndrome se abrochan los botones de la camisa con una mano mientras con la otra se los desabrochan, abren un cajón con una mano mientras la otra lo cierra, o incluso hay algún caso de un paciente que con una mano se bajaba los pantalones mientras la otra trataba de subírselos. Lo que cuentan estos individuos es que una de sus manos no responde a sus propósitos (“es como si tuviese vida propia”), lo que a menudo les coloca en situaciones embarazosas.

Sergio Della Sala es un investigador que ha estudiado este síndrome durante mucho tiempo. Ha analizado cerca de sesenta casos de mano anárquica y ha visto que en todos ellos había una lesión en el cuerpo calloso (un haz de fibras que conecta ambos hemisferios, lo que permite que se comuniquen entre sí) y en el área motora suplementaria (SMA, que está involucrada en la iniciación y ejecución de movimientos intencionales, como puede ser mover los dedos de la mano). Pero existe además otra región adyacente al SMA que es la corteza premotora, que se ocupa de la ejecución de los movimientos dependientes del ambiente (serían algo así como programas motores automatizados, como abrir un cajón o peinarse).

La actividad de la corteza premotora está controlada por la SMA, es decir, la intención controla al automatismo. En este síndrome la corteza premotora se activa cuando el individuo se encuentra ante un estímulo ambiental que puede disparar un automatismo motor (ej. un cajón, un vaso, etc.) y este movimiento no se puede inhibir ya que la SMA se encuentra lesionada. Por eso la mano contralateral al hemisferio de la lesión se mueve sin que el paciente pueda evitarlo.

Pero ¿y si rizamos el rizo? ¿Qué les ocurre a los pacientes que tienen lesionadas ambas SMA? Estos pacientes muestran un comportamiento de utilización compulsiva de objetos (grasping). Tienden a manipular cualquier objeto que se encuentre a su alcance (un peine, una manzana, una cartera...). En este caso ambas manos estarían a expensas de los estímulos externos sin posibilidad de inhibición.

¿Dónde quedan entonces el alma indivisible, el yo único y el libre albedrío? Este síndrome pone claramente en entredicho estos mitos, y nos muestra que el cerebro humano es sólo un paso más en la evolución. De hecho, la SMA y la corteza premotora forman parte de los lóbulos frontales, que son las regiones del cerebro con un origen más reciente y las que muestran un mayor desarrollo en comparación con los chimpancés. Se ha sugerido que el desarrollo de los lóbulos frontales ha tenido mucho que ver en la aparición de la autoconciencia y por eso no sorprende que la lesión de regiones de estos lóbulos dé lugar a graves alteraciones del comportamiento como la de la mano anárquica, también llamado síndrome de la mano alien, mano ajena o incluso Dr.Strangelove (no os podéis perder el vídeo, que es un claro caso de este síndrome).