Sistema visual para niños
El sistema visual es una parte muy importante de nuestro sistema nervioso central que nos permite ver el mundo que nos rodea. Gracias a él, podemos entender lo que vemos, como los colores, las formas, las distancias y los movimientos de los objetos. También nos ayuda a guiar nuestros propios movimientos.
Este artículo explica cómo funciona el sistema visual, especialmente en los seres humanos y en otros animales que ven de forma similar.
Contenido
¿Cómo funciona el sistema visual?
Nuestro sistema visual es como una cámara muy avanzada que capta la luz y la convierte en imágenes que nuestro cerebro puede entender.
La mecánica de la visión
La luz entra en nuestros ojos a través de la córnea y el cristalino. Estas partes actúan como lentes, doblando la luz para formar una imagen pequeña y al revés en la retina, que es una capa sensible a la luz en la parte de atrás del ojo.
La retina transforma esta imagen en señales eléctricas usando unas células especiales llamadas bastones y conos. Estas señales viajan por el nervio óptico hasta el cerebro.
Cuando las señales llegan al quiasma óptico, que es como un cruce de caminos, las fibras nerviosas de cada ojo se cruzan. Las señales del lado izquierdo de lo que vemos van al lado derecho del cerebro, y las del lado derecho van al lado izquierdo. Después, estas fibras se ramifican y llegan a diferentes partes del cerebro.
El procesamiento neuronal de la visión
La mayoría de las señales visuales llegan primero a una estación de relevo en el cerebro llamada núcleo geniculado lateral (NGL). Antes de que el NGL envíe las señales a la corteza visual principal (V1), ayuda a medir la distancia de los objetos y a predecir cómo se moverán.
El NGL también envía información a otras áreas visuales del cerebro, como V2 y V3.
- V1 (corteza visual primaria): Esta área es la primera en procesar la información. Al principio, se enfoca en pequeños detalles como los bordes de los objetos y los cambios de color. Luego, con más información, empieza a entender la organización general de lo que vemos.
- V2: Funciona de manera similar a V1, pero también ayuda a detectar contornos que no son reales (ilusorios) y a calcular la profundidad comparando las imágenes de ambos ojos. También distingue lo que está en primer plano. V2 se conecta con V1 y otras áreas hasta V5.
- V3: Ayuda a procesar el "movimiento global" de los objetos, es decir, su dirección y velocidad. Se conecta con V1, V2 y otras áreas.
- V4: Reconoce formas sencillas y está muy conectado con V1, V2, V3, el NGL y otra área llamada pulvinar.
- V5 (también llamada MT): Integra el movimiento de objetos pequeños para entender el movimiento general de cosas más complejas.
- V6: Trabaja junto con V5 para analizar el movimiento. V5 analiza nuestro propio movimiento, mientras que V6 analiza el movimiento de los objetos en relación con el fondo. V6 también ayuda a crear un mapa de lo que vemos.
El giro temporal inferior es una parte del cerebro que reconoce formas complejas, objetos y caras. Junto con el hipocampo, ayuda a crear nuevos recuerdos visuales.
Otras partes del cerebro también participan:
- El pretectum ayuda con reflejos como el de la pupila a la luz.
- El núcleo supraquiasmático en el hipotálamo es nuestro reloj biológico y, al recibir luz, ayuda a detener la producción de melatonina, que nos ayuda a dormir.
Partes principales del sistema visual
El sistema visual está formado por varias partes que trabajan juntas:
- El ojo, especialmente la retina.
- El nervio óptico.
- El quiasma óptico.
- El tracto óptico.
- El núcleo geniculado lateral.
- La corteza visual.
- La corteza de asociación visual.
Estas partes se dividen en vías anteriores (antes del NGL) y posteriores (después del NGL).
El ojo
La luz entra al ojo y es doblada por la córnea. Luego pasa por la pupila (que es controlada por el iris) y es doblada de nuevo por el cristalino. La córnea y el cristalino trabajan juntos para proyectar una imagen invertida en la retina.
La retina
La retina tiene muchas células sensibles a la luz llamadas fotorreceptores. En los humanos, hay dos tipos principales:
- Bastones: Se encuentran más en los bordes de la retina y nos ayudan a ver con poca luz, como en la oscuridad.
- Conos: Se encuentran más en el centro de la retina y son esenciales para ver los colores y los detalles con luz normal. Hay tres tipos de conos, sensibles a la luz azul, verde y roja.
Cuando la luz llega a los fotorreceptores, unas moléculas especiales llamadas opsinas absorben la luz y envían una señal eléctrica.
En la retina, los fotorreceptores se conectan con otras células llamadas bipolares, que a su vez se conectan con las células ganglionares. Estas últimas envían la información al cerebro. Aunque tenemos muchísimos fotorreceptores (unos 130 millones), solo alrededor de 1.2 millones de fibras nerviosas llevan la información de la retina al cerebro. Esto significa que la retina ya hace un gran trabajo de procesamiento de la imagen antes de enviarla.
Cómo se generan las señales visuales
La retina se adapta a los cambios de luz. En la oscuridad, una molécula llamada retinal tiene una forma doblada. Cuando la luz la toca, cambia a una forma recta y se separa de la opsina. Esto inicia una cadena de eventos que hace que las células ganglionares envíen señales al cerebro, permitiéndonos ver la imagen.
Al final, cinco tipos diferentes de células ganglionares envían información visual al cerebro, cada una especializada en algo:
- Unas son sensibles a la profundidad y al movimiento.
- Otras son sensibles al color y la forma.
- Algunas solo detectan el color.
- Una población es sensible a la luz por sí misma.
- Y otra población ayuda con los movimientos de los ojos.
Un estudio de 2006 calculó que la retina humana puede enviar información a una velocidad de unos 8960 kilobits por segundo, ¡lo cual es muy rápido!
En 2007, unos científicos descubrieron que hay otro tipo de célula en la retina, llamada célula ganglionar fotorreceptora, que también ayuda a la visión, tanto consciente como inconsciente. Esto significa que tenemos dos formas de ver: una con los bastones y conos, y otra con estas nuevas células, que actúan como detectores básicos de brillo.
Fotoquímica de la visión
A menudo se compara el ojo con una cámara, porque ambos enfocan la luz en una superficie sensible. En el ojo, esta superficie es la retina, con sus fotorreceptores.
La molécula retinal, que se encuentra en los bastones y conos, es clave para convertir la luz en señales visuales. Cuando la luz incide en ella, cambia de forma y genera los impulsos nerviosos que viajan al cerebro.
El nervio óptico
El nervio óptico es como un cable que lleva la información visual desde el ojo hasta el cerebro. Cerca del 90% de las fibras de este nervio van al núcleo geniculado lateral (NGL) en el tálamo. Estas fibras provienen de diferentes tipos de células ganglionares, lo que significa que la información sobre el color, la forma y el movimiento viaja por rutas separadas para ser procesada.
Otra parte del nervio óptico envía información a una zona del cerebro medio llamada colículo superior, que ayuda a controlar los movimientos rápidos de los ojos y otras respuestas motoras.
Además, algunas células ganglionares sensibles a la luz envían información a otras partes del cerebro que controlan el reflejo de la pupila, nuestro reloj biológico (el núcleo supraquiasmático) y la regulación del sueño.
El quiasma óptico
Los nervios ópticos de ambos ojos se encuentran y se cruzan en el quiasma óptico, que está en la base del cerebro. Aquí, la información de los dos ojos se combina y se divide según el campo visual. La información del lado derecho de lo que vemos va al lado izquierdo del cerebro, y la del lado izquierdo va al lado derecho. Esto asegura que cada mitad de nuestro cerebro procese la mitad correspondiente de nuestro campo visual.
El tracto óptico
Después del quiasma óptico, la información del campo visual derecho (que ahora está en el lado izquierdo del cerebro) viaja por el tracto óptico izquierdo. La información del campo visual izquierdo viaja por el tracto óptico derecho. Cada tracto óptico termina en el núcleo geniculado lateral (NGL) en el tálamo.
El núcleo geniculado lateral (NGL)
El NGL se encuentra en el tálamo, una parte del cerebro. En humanos, el NGL tiene seis capas. Las capas 1, 4 y 6 reciben información del ojo opuesto, mientras que las capas 2, 3 y 5 reciben información del mismo lado.
Las diferentes capas del NGL procesan distintos tipos de información:
- Las capas 1 y 2 (magnocelulares) se encargan de la percepción de la profundidad y el movimiento.
- Las capas 3, 4, 5 y 6 (parvocelulares) procesan el color y los bordes.
- Entre estas capas, hay células más pequeñas que reciben información sobre el color.
El NGL no es solo un punto de paso; también procesa la información y se comunica con otras partes del cerebro, como la corteza visual.
La radiación óptica
Desde el NGL, la información visual viaja a través de la radiación óptica hasta la corteza visual primaria (V1), que está en la parte de atrás del cerebro. Hay una correspondencia directa entre la posición de un objeto en nuestro campo visual y la parte de V1 que lo procesa.
La corteza visual
La corteza visual es la parte más grande del cerebro humano dedicada a procesar las imágenes. Se encuentra en la parte posterior del cerebro, encima del cerebelo. La primera área que recibe información del NGL se llama corteza visual primaria (V1).
Luego, la información visual fluye a través de otras áreas, como V2, V3, V4 y V5/MT. Estas áreas secundarias procesan diferentes aspectos de la visión. Por ejemplo, las neuronas en V1 y V2 responden a líneas y bordes, lo que nos ayuda a detectar las formas. También procesan información básica sobre el color y el movimiento.
La corteza de asociación visual
A medida que la información visual avanza por el cerebro, las representaciones se vuelven más complejas. Mientras que las neuronas en V1 responden a segmentos de líneas, las neuronas en otras áreas pueden responder a objetos completos o incluso a caras humanas.
Este procesamiento se divide en dos "caminos" principales:
- La corriente dorsal: A menudo llamada la corriente "dónde" o "cómo", se encarga de la atención espacial y nos ayuda a guiar nuestros movimientos en relación con los objetos.
- La corriente ventral: Conocida como la corriente "qué", se encarga de reconocer, identificar y clasificar lo que vemos.
Aunque se habla de dos caminos separados, en realidad están muy conectados y trabajan juntos.
Una teoría importante, propuesta por Horace Barlow en 1961, es la hipótesis de la codificación eficiente, que sugiere cómo el cerebro procesa la información sensorial de manera óptima.
Incluso cuando estamos en reposo, la corteza visual está activa. Un estudio de 2005 encontró que el cerebro humano tiene redes funcionales que trabajan de forma coordinada.
En el lóbulo parietal, el surco intraparietal (marcado en rojo en la imagen) contiene áreas que participan en la atención visual y los movimientos rápidos de los ojos.
Galería de imágenes
-
El sistema ocular incluye los ojos, las vías de conexión a través de la corteza visual y otras partes del cerebro. La ilustración muestra el sistema mamífero.
-
Este diagrama rastrea (a menos que se indique lo contrario) linealmente las proyecciones de todas las estructuras conocidas que permiten la visión de sus puntos terminales relevantes en el cerebro humano. Hacer clic para ampliar la imagen.
Véase también
En inglés: Visual system Facts for Kids
