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sábado, 20 de agosto de 2011

La asombrosa capacidad visual humana para evaluar el movimiento de personas y animales

Nuestro sistema visual está ajustado para percibir a otros humanos. Pasamos mucho tiempo haciendo eso, procurando determinar quiénes son, qué hacen, y qué pretenden hacer.

Este proceso es conocido como percepción del movimiento biológico, y los humanos somos tan eficientes en él que bastan unos pocos puntos en una pantalla que representen las principales articulaciones del cuerpo para que casi cualquier persona visual y mentalmente capacitada obtenga toda la información importante que necesita, siempre y cuando esos puntos se muevan.

Eso lleva a plantearse una pregunta obvia: ¿Qué papel exacto desempeña el movimiento en ese proceso? ¿El sistema visual sólo lo utiliza para conectar los puntos a fin de crear una estructura coherente o "global"?

Nikolaus F. Troje, Masahiro Hirai y Daniel R. Saunders de la Queen’s University en Kingston, Canadá, y Dorita H. F. Chang (ahora en la Universidad de Birmingham, en el Reino Unido) han investigado esta cuestión en un nuevo estudio.

Ellos mostraron a los participantes en los experimentos una serie de estímulos generados por ordenador, en los que aparecían 11 puntos de luz que representaban hombro, caderas, codos, muñecas, rodillas y tobillos de una persona caminando como si estuviera sobre una cinta móvil. Después de observar el movimiento de los puntos durante tan sólo dos segundos, los participantes tenían que indicar en qué dirección consideraban que se movía el caminante virtual.

Es una tarea fácil, y los participantes la realizaron casi sin fallar. Pero además también fueron capaces de hacerlo incluso cuando se alteraba completamente la estructura global del cuerpo, modificando al azar la ubicación de los 11 puntos. Lograrlo en tales condiciones indica que el movimiento local de puntos individuales aún contenía información suficiente sobre la dirección en que se movía el caminante.

¿Por qué nuestro sistema visual es tan perspicaz incluso cuando la forma de una figura está tan distorsionada? Troje argumenta que, para sobrevivir, tenemos que poder detectar la presencia de un ser vivo en el entorno visual, independientemente de si se trata de un ser humano, un depredador potencialmente peligroso, o incluso una presa que podamos cazar. Para ese fin, necesitamos un mecanismo de detección que sea independiente de la forma particular de un animal.

Sin embargo, cuando se hizo un experimento en el cual el conjunto completo de puntos fue presentado boca abajo, es decir con la cabeza abajo y los pies arriba, los participantes ya no pudieron discernir hacia dónde se dirigía la figura. El motivo, argumenta Troje, es que nuestro sistema visual utiliza la información contenida en estos movimientos de puntos locales, principalmente los de los pies, sólo cuando está validada por otras propiedades que no poseen en sí mismas información alguna sobre la dirección a la que se dirige la silueta pero que avalan la validez de la otra información. En este caso, la propiedad que avala la validez de lo observado es la orientación vertical correcta, es decir que los pies estén abajo y la cabeza arriba.

La asombrosa capacidad de las aves para volar con precisión entre obstáculos

Una nueva investigación sobre cómo las aves pueden volar con tanta precisión y rapidez a través de bosques frondosos podría conducir a nuevos desarrollos en la robótica y en los pilotos automáticos.

El equipo de Huai-Ti Lin de la Universidad de Harvard entrenó unas palomas para que volaran a través de un bosque artificial con una pequeña cámara sujeta a la cabeza, proporcionando a los científicos literalmente imágenes a vista de pájaro. Además filmaron a las palomas desde ambos lados. De este modo, es posible reconstruir lo que ve el animal y también cómo se mueve.

Los métodos que usan las palomas para maniobrar a través de entornos difíciles podrían ser usados como modelo para desarrollar tecnología destinada a pilotos automáticos para aeronaves. Las palomas, con una visión panorámica de más de 300 grados, están bien preparadas para esa tarea de maniobrar porque su visión les permite evaluar obstáculos a ambos lados. También pueden estabilizar la visión y cambiar rápidamente entre campos de visión distintos con un pequeño movimiento rápido de la cabeza.

Los investigadores también han constatado que las aves tienen otras habilidades que serían importantes para aeronaves autopilotadas, como por ejemplo que saben elegir las rutas más directas. Éste es un modo muy eficiente de atravesar el bosque, ya que las aves tienen que cambiar menos de dirección, consumiendo así menos energía, y también porque llegan más rápido al otro lado.

Otro hallazgo interesante es que parece que la dirección con la que las palomas salen del bosque es exactamente la misma con la que entran, a pesar de todos los cambios de dirección y giros que hacen dentro del bosque.

[Img #3857]
Una de las palomas equipada con una cámara. (Foto: Talia Moore)

Al utilizar un robot o una aeronave no tripulada, tendría un valor incalculable poder simplemente proporcionarle las coordenadas del lugar de destino sin tener que darle información detallada de todos los obstáculos que podría encontrar en el camino.

domingo, 14 de agosto de 2011

El inesperado alcance de una ilusión óptica descrita por Aristóteles

Una añeja ilusión óptica en que un objeto estático parece estar moviéndose o agrandándose después de que hayamos visto el movimiento de un fondo, y que fue documentada por vez primera por Aristóteles, sigue dando sorpresas a los científicos.

La última se ha producido en un estudio encaminado a determinar si esa ilusión óptica la experimentamos porque somos conscientes de que el fondo se está moviendo en una dirección, haciendo ello que nuestro cerebro cambie su marco de referencia para que podamos ignorar este movimiento, o si, por el contrario, se trata de una reacción esencialmente automática y subconsciente.

El equipo de Davis Glasser y Duje Tadin del Departamento de Ciencias Cognitivas y del Cerebro de la Universidad de Rochester, Estados Unidos, y James Tsui y Christopher Pack del Instituto Neurológico de Montreal, Canadá, muestra que los humanos experimentamos ese efecto post-movimiento del fondo aunque dicho movimiento sea tan breve que ni siquiera podamos percibir si se dirige a la derecha o a la izquierda.

Incluso cuando a una persona se le muestra un video de un patrón gráfico en movimiento, durante sólo 25 milésimas de segundo, o sea tan corto que no se puede distinguir conscientemente la dirección en que se desplaza, el cerebro se ajusta automáticamente. Si al sujeto entonces se le muestra un objeto estático, le parecerá como si se moviera en la dirección opuesta al movimiento de aquel fondo.

[Img #3778]

 
 
 
 


En las grabaciones de una zona del cerebro especializada en el movimiento, los investigadores han descubierto neuronas que, tras una breve exposición al movimiento, responden a los objetos estáticos como si en realidad estuvieran en movimiento.

Los investigadores piensan que estas neuronas son responsables del movimiento aparente de objetos estáticos que la gente ve durante esa ilusión óptica.

Aquí puede verse una versión, preparada desde la Universidad de Rochester, de dicha ilusión óptica. Después de contemplar el movimiento de un fondo, la imagen estática de la mascota de la universidad parece estar expandiéndose cuando en realidad permanece inmóvil:


sábado, 6 de agosto de 2011

¿Cómo reconocemos rostros?

¿Cómo reconocemos un rostro? ¿Advertimos características "locales", como un ojo o una boca, y extrapolamos a partir de ahí? ¿O distinguimos directamente la configuración "global", es decir la estructura facial y la distancia entre los rasgos locales?

Los psicólogos Sébastien Miellet y Philippe G. Schyns, de la Universidad de Glasgow en Escocia, y Roberto Caldara, de la Universidad de Friburgo en Suiza, han resuelto el añejo debate entre los científicos que defendían la estrategia "local" y los que defendían la estrategia "global".

Para obtener los datos cruciales, los investigadores desarrollaron un método, llamado iHybrid, que detecta qué información es usada para identificar un rostro. Los aspectos tecnológicos del experimento son complejos. En esencia, los investigadores crearon imágenes híbridas de pares de hombres famosos y las manipularon para crear un rostro que se pareciera por igual a ambos hombres.

Mientras un sistema de seguimiento de los ojos localizaba adónde miraba exactamente el sujeto en cada momento, iHybrid integraba fluidamente los dos rostros con el fin de mostrar un rostro cerca del lugar hacia donde miraba el individuo y el otro en el área circundante. A los participantes se les preguntó qué veían. Como la imagen era un híbrido, podían decir que era uno o ninguno de los dos hombres.

Cuando la persona se fijaba primero en los ojos o la boca, identificaba el rostro con una estrategia local, aunque su mirada se trasladara posteriormente. Si primero se fijaba en el centro del rostro, adoptaba un procesamiento global. Sin embargo, el mismo participante podía utilizar una estrategia global en una prueba y una local en la siguiente.

[Img #3672]
Un estudio de la Universidad Estatal de Iowa reveló que la transformación gradual de una imagen en otra (morphing) de retratos robot hechos a partir de los recuerdos de testigos, mejora el resultado. (Foto: ISU)

En conclusión, el procesamiento de rostros no se basa en un sistema rígido o en una estrategia de muestreo de información única e inamovible. En realidad, usamos tanto la estrategia global como la local para identificar rostros.

domingo, 3 de julio de 2011

Ojo antiguo

El CSIC nos ofrece un video dedicado al hallazgo y estudio de la huella de un ojo de artrópodo australiano de hace 515 millones de años. (Fuente: CSIC)

Un nuevo dispositivo ayudará a las personas invidentes a moverse con autonomía

Un equipo de ingenieros del Centro de Investigación en Tecnologías Gráficas (CITG) de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), coordinado por Guillermo Peris Fajarnés, ha desarrollado un nuevo dispositivo que ayuda a las personas invidentes a moverse con autonomía. Denominado EYE 21, el sistema ha sido galardonado con el Premio Vodafone a la Innovación en Telecomunicaciones.

EYE 21 es una herramienta electrónica que permite a las personas ciegas moverse por cualquier entorno con autonomía. El ciego, gracias a unas gafas de sol con dos microcámaras y unos auriculares, es capaz de percibir una imagen acústica del espacio hacia el que apunta con su nueva mirada. Su desarrollo es una continuación del proyecto europeo Casblip.

En su primera versión, el sistema hace un reconocimiento de formas y las sustituye por sonidos posicionados sobre la superficie de estas formas reconocidas. Las dos microcámaras analizan el espacio, crean un modelo tridimensional y hacen que suenen puntos de sonido que provienen de la superficie que se está analizando. De esta forma la persona invidente “oye el espacio” y su cerebro reconstruye la forma de esta a partir de los sonidos espacializados.

“Todos tenemos una capacidad natural para hablar al mismo tiempo que somos capaces de detectar la posición de una moneda al caer. Esa capacidad para representar el espacio con sonidos sin alterar otras actividades del cerebro es la base del funcionamiento del sistema. La combinación del uso de tecnología de reconocimiento de objetos junto con la representación sonora del espacio permite a la persona ciega recrear esos sonidos y percibirlos con su forma original”, apunta Guillermo Peris.

[Img #3186]
(Foto: UPV)
Para el investigador del CITG de la UPV, con este sistema el usuario va a disponer de un nuevo sentido de percepción del espacio 3D, diferente al de la vista, “y del que todavía no conocemos sus limitaciones, pero sí muchas de sus posibilidades”. Por el momento existen 4 prototipos y se pretende poner 10 en funcionamiento en las próximas semanas.

“Este avance, fruto de varios años y proyectos de investigación, supone una ayuda más para facilitar a las personas invidentes su integración, mejorando su calidad de vida”, añade Peris.

El premio concedido por la Fundación Vodafone está dotado con 20.000 euros. (Fuente: UPV)

sábado, 2 de julio de 2011

'Los magos nos llevan dos mil años de ventaja'

Luis Martínez Otero.Luis Martínez Otero.
Científico titular del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en el Instituto de Neurociencias de Alicante, donde dirige el laboratorio de Neurociencias Visuales. Es miembro fundador de la Neural Correlate Society dedicada a promover la utilización de obras de arte e ilusiones visuales en el estudio del cerebro. Este investigador impartió la ponencia ¿Qué se está cocinando en tu cerebro? de un ciclo organizado por el IFISC que busca explorar las fronteras entre las diferentes áreas del conocimiento y su desarrollo interdisciplinario, para permitir, así, la comprensión de fenómenos complejos.
Pregunta.– Su grupo de trabajo es Neurociencia Visual y en concreto la Unidad de Neurobiología Celular y de Sistemas ¿podría explicarnos en qué consiste? Respuesta.– En mi laboratorio estudiamos dos cosas, las partes del cerebro que procesan visualmente el mundo y esto lo hacemos de una manera básica, mediante técnicas como la imagen y el registro electrofisiológico y, en segundo lugar, ver las consecuencias que para nuestra percepción tiene este proceso. Para empezar, hemos de tener en cuenta que el cerebro no ve el mundo sino la actividad de las células de la retina, y lo más curioso es que la retina es plana por lo que la tercera dimensión es una creación del cerebro.
Sensorialmente no la recibe, la recrea, resaltando algunos aspectos más que otros, como el borde, el color o la forma. Pero esto no sucede solo con la tercera dimensión, el cerebro tiene sus estrategias, como las ilusiones visuales, y esas son las que intentamos estudiar. Existen infinidad de fenómenos de los que no somos conscientes y que negaríamos a pies juntillas, porque somos ciegos a nuestra propia ceguera.
El mantenimiento de nuestro cerebro es metabólicamente muy caro, consume casi el 30% de la energía y apenas representa un 3% del cuerpo. En contra de lo que pudiera parecer es lento y limitado tiene que analizar mucha información y para ello hemos de encontrar atajos. Para economizar recursos la mente ha aprendido a extraer lo más relevante y, a partir de esos paquetes de información, extrapola y saca conclusiones. No contrasta suficientemente la información, completa los huecos y ve continuidad donde no la hay, añadiendo algo que no estaba en la señal recibida o interpretando cosas que quizá no sean del todo correctas. Y de todo esto no nos damos cuenta porque queda en un plano inconsciente.
P.– ¿En qué consisten estos engaños?
R.– Existe la ceguera por falta de atención que pasa con la visión, pero es común a todas las modalidades sensoriales. Y sucede que, cuando pones el foco de atención en ciertas partes, el resto del mundo puede cambiar y tu no te enteras. Los magos nos llevan dos mil años de ventaja y son auténticos expertos en el empleo de este tipo de estrategias en sus trucos de magia. Gracias a ellos hemos descubierto que cuando dirigen la atención a un foco determinado fuera de él, pueden hacer lo que quieran porque el cerebro pasa. Cuando centramos nuestra atención en un punto, las células que representan esa zona aumentan su actividad y en las de alrededor ésta disminuye, así que un mismo estímulo que antes activaba esas áreas ahora pasa desapercibido. Trabajo con magos porque emplean muchas estrategias que pueden ayudarnos a comprender, entre otras cosas, cómo funciona la percepción.
Existe otro tipo de ceguera que también es muy curiosa, la ceguera a la elección. Este fenómeno fue descubierto hace unos seis años por los investigadores Peter Johansson y Lars Hall que llevaron a cabo un experimento con diferentes elementos, como fotografías o mermeladas. En él se enseñaba dos fotografías o se daba a catar dos mermeladas a los participantes, pidiéndoles que escogieran una. Tras la elección, el investigador les daba el cambiazo y el participante debía justificar el porqué de su elección. Y, sorprendentemente, la gran mayoría daba todo tipo de explicaciones que sustentaban lo contrario de lo que en principio había elegido. Y es que tu mente se confabula e inventa argumentos a posteriori, justificando lo que haga falta.
P.– ¿Cuál es uno de los principales desafíos de la Neurociencia de sistemas en la actualidad?
R.– El Santo Grial sería comprender qué es la consciencia, que es lo que hace que exista un salto cualitativo entre el cerebro de los animales y los humanos. Actualmente, parece que se trata de un proceso gradual, pero seguimos desconociendo los mecanismos cerebrales que lo explican. Y otro de los retos es el lenguaje. Por decirlo de alguna manera, estamos comenzando a entender el hardware, pero todavía nos falta el software.
P.– ¿Qué se cocina en nuestro cerebro cuando vemos un limón, una cereza o un pastel de chocolate?
R.– La idea que quería transmitir es que los órganos de los sentidos son un filtro y la sensación la tenemos en el cerebro. Existe un experimento muy interesante que se ha realizado con sumilleres a los que se les ha dado a catar tres vinos: uno tinto, otro blanco y un tercero que es también blanco, pero al que se le ha añadido un colorante que no altera ni el sabor ni el olor, pues todos lo perciben como tinto. Este ejemplo nos demuestra como el sentido de la visión puede predominar sobre el del gusto o el del olfato, al tiempo que nos ilustra sobre el poder de las expectativas que, puede llegar a ser tan fuerte que a veces podemos jurar que ha pasado algo que no ha pasado.
P.– Existe la Neurococina ¿Cómo pueden ‘maridarse’ Neurociencia y Gastronomía?
R.– La comida es una experiencia multisensorial y muchos cocineros están interesándose por las neurociencias y estudiando cómo influyen sentidos como el del oído y la visión para integrar sonidos y colores en el menú. Yo creo que los cocineros comenzaron trabajando con la Gastronomía molecular, investigando las propiedades físico-químicas de los alimentos y, ahora comienzan a dar el salto a la Neurociencia. Y es que dependiendo cómo se cocine un plato cambia de color y esto a su vez influye en su sabor. De este maridaje con la Neurociencia han surgido experiencias acústico-gastronómicas, como la de un chef inglés que combina los platos de marisco y pescado con el sonido del mar.
P.– ¿Puede nuestro cerebro cambiar la percepción de un alimento simplemente cambiándole el color?
R.– Pues parece ser que si y existe una experiencia muy interesante realizada con bebidas azucaradas de diferentes colores que lo demuestra. La prueba consistía en que el publico catara diferentes bebidas para que evaluar su dulzura. Se comprobó que si los colores eran rojos la gente las percibía como mucho más dulces que si eran verdes, aunque el grado de azúcar fuera exactamente igual.
P.– ¿Qué mecanismo o mecanismos cerebrales debieran tener en cuenta los profesionales que se dedican a la Gastronomía?
R.– En los últimos diez años nuestro conocimiento del cerebro ha crecido de forma exponencial y esto también ha influido en la Gastronomía. Experimentos como el anterior podrían tener mucha implicación desde el punto de vista de la salud pública. Si a una bebida pueden quitársele azúcares, pero añadiéndole color rojo el público sigue percibiéndola igual de dulce, podría ser una buena estrategia para elaborar productos más saludables. Otro ejemplo es el del sonido, los humanos asociamos lo que cruje a lo fresco, por eso cualquier alimento que nos lo recuerde nos va a gustar más. Las bolsas de patatas fritas hacen ese sonido y es un ejemplo de como un envoltorio puede influir sobre el sabor de un producto.

miércoles, 16 de febrero de 2011

El Aburrimiento Derivado de la Seguridad Provoca Muchas Situaciones Peligrosas al Volante
11 de Febrero de 2011. Foto: Newcastle U.En lo que parece una paradoja, las conclusiones de un nuevo estudio apuntan a que el aburrimiento derivado de una mayor seguridad está provocando que hasta un tercio de los conductores emprendan acciones peligrosas e innecesarias al volante. Según los autores de este estudio, hacer un poco más peligrosas las carreteras haría que los conductores actuasen con mayor prudencia y el resultado final sería un descenso de las situaciones peligrosas.
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Estos investigadores, de la Universidad de Newcastle, en el Reino Unido, han comprobado que los conductores observados que no consideraron que las carreteras por las que condujeron fuesen difíciles para circular, eran más propensos a incrementar la velocidad o a efectuar adelantamientos. A raíz de estos resultados, los investigadores hacen una sugerencia sin duda polémica: Hacer las carreteras un poco más complicadas, con más obstáculos, podría acabar haciéndolas más seguras.

Las conclusiones de este estudio sobre 1.563 conductores apuntan por tanto que los esfuerzos que los responsables del diseño de carreteras dedican a hacerlas más seguras podrían, inadvertida y paradójicamente, provocar más accidentes, al propiciar que los conductores se confiasen demasiado y se pusieran en más situaciones de riesgo que al enfrentarse a carreteras difíciles.

La investigadora Joan Harvey razona así, acerca de los resultados del estudio: "Sería bueno poder creer que es posible entrenar a los conductores para que conduzcan mejor, pero pensamos que las personas que más se beneficiarían de ese adiestramiento son las menos propensas a aceptar recibirlo. Así que hemos considerado las demás opciones y, al contrario de lo que se podría esperar, al conducir, los peligros pueden en realidad incrementar la atención que le prestamos a la carretera, así que éste podría ser el camino a seguir por los urbanistas.

Harvey va aún más lejos al sugerir: "Necesitamos comenzar a considerar algunos planes radicales como volver a poner curvas en las carreteras, o introducir el concepto de espacio compartido de un modo que fuerce a los conductores a pensar en su forma de conducir y a los peatones a pensar en los vehículos".

Información adicional en:

El Aburrimiento Derivado de la Seguridad Provoca Muchas Situaciones Peligrosas al Volante
11 de Febrero de 2011. Foto: Newcastle U.En lo que parece una paradoja, las conclusiones de un nuevo estudio apuntan a que el aburrimiento derivado de una mayor seguridad está provocando que hasta un tercio de los conductores emprendan acciones peligrosas e innecesarias al volante. Según los autores de este estudio, hacer un poco más peligrosas las carreteras haría que los conductores actuasen con mayor prudencia y el resultado final sería un descenso de las situaciones peligrosas.
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Estos investigadores, de la Universidad de Newcastle, en el Reino Unido, han comprobado que los conductores observados que no consideraron que las carreteras por las que condujeron fuesen difíciles para circular, eran más propensos a incrementar la velocidad o a efectuar adelantamientos. A raíz de estos resultados, los investigadores hacen una sugerencia sin duda polémica: Hacer las carreteras un poco más complicadas, con más obstáculos, podría acabar haciéndolas más seguras.

Las conclusiones de este estudio sobre 1.563 conductores apuntan por tanto que los esfuerzos que los responsables del diseño de carreteras dedican a hacerlas más seguras podrían, inadvertida y paradójicamente, provocar más accidentes, al propiciar que los conductores se confiasen demasiado y se pusieran en más situaciones de riesgo que al enfrentarse a carreteras difíciles.

La investigadora Joan Harvey razona así, acerca de los resultados del estudio: "Sería bueno poder creer que es posible entrenar a los conductores para que conduzcan mejor, pero pensamos que las personas que más se beneficiarían de ese adiestramiento son las menos propensas a aceptar recibirlo. Así que hemos considerado las demás opciones y, al contrario de lo que se podría esperar, al conducir, los peligros pueden en realidad incrementar la atención que le prestamos a la carretera, así que éste podría ser el camino a seguir por los urbanistas.

Harvey va aún más lejos al sugerir: "Necesitamos comenzar a considerar algunos planes radicales como volver a poner curvas en las carreteras, o introducir el concepto de espacio compartido de un modo que fuerce a los conductores a pensar en su forma de conducir y a los peatones a pensar en los vehículos".

Información adicional en:

lunes, 7 de febrero de 2011

LOS OJOS SON EL RASGO DECISIVO QUE NOS AYUDA A DETERMINAR SI UN ROSTRO ES HUMANO O NO

Psicología
Lunes, 31 de Enero de 2011 08:47

La cara de una muñeca claramente no es como la de un ser humano verdadero, aunque se parezca bastante. Discernir entre rostros de humanos reales y rostros de imitaciones sin vida nos permite prestar más atención a las personas que a los objetos cuando queremos interactuar con seres humanos de verdad. Diferenciar entre unos y otros es cada vez más difícil a medida que la tecnología avanza y las animaciones por ordenador, los materiales para cabezas artificiales y la robótica facial logran emular con realismo cada vez mayor las expresiones de un rostro humano auténtico. Pero, ¿dónde está la línea a partir de la cual una cara parece estar viva?

El rostro de un maniquí, muñeca o androide tiene que ser muy similar al rostro de un humano auténtico para que nos parezca el de una persona viva. En un nuevo estudio se ha llegado a la conclusión de que los ojos son el principal rasgo en el que nos basamos para determinar si un rostro es o no de un ser humano real y vivo.

Los humanos podemos ver caras en cualquier parte: en la topografía de la Luna, en las caprichosas formas de una nube, e incluso nos basta ver dos puntos y una línea encerrados en un círculo para deducir que se trata de la representación de un rostro, pero somos mucho más exigentes cuando se trata de determinar qué está vivo y qué no lo está.

Thalia Wheatley y Christine Looser, del Dartmouth College, se enfrentaron a la tarea de identificar el punto en el que una cara empieza a parecer viva.

Looser visitó tiendas de juguetes y tomó fotos de caras de muñecas. “Fue divertido tratar de explicar a los vendedores lo que estábamos haciendo. Recibí miradas de extrañeza”, explica Looser.

Después de esa pintoresca primera fase del estudio, ella emparejó cada cara de muñeca con una cara humana que tuviera un cierto parecido y usó un software de morphing (transformación gradual de una imagen en otra) para mezclar las dos poco a poco. Esto generó una serie de fotografías intermedias que iban incorporando cada vez más rasgos humanos hasta acabar con una cara humana verdadera.

Los sujetos de estudio miraron cada fotografía y decidieron cuáles eran de seres humanos reales y cuáles de muñecas. Looser y Wheatley descubrieron que el umbral a partir del cual las personas determinaban que las caras estaban vivas, estaba aproximadamente a dos tercios del camino progresivo de transformaciones, más cerca del extremo humano que del de la muñeca. En otro experimento, se descubrió que los ojos eran la característica más importante para que los sujetos determinasen si la cara observada en la foto era de una persona viva o de una imitación inanimada.

Los resultados de los experimentos sugieren que las personas, cuando escrutamos un rostro en busca de evidencias de si pertenece o no a una persona real y viva, centramos buena parte de nuestra atención en los ojos.

Scitech News

LA MAYOR HABILIDAD DE RECONOCER ROSTROS LA POSEEMOS ENTRE LOS 30 Y LOS 34 AÑOS DE EDAD

Psicología
Lunes, 31 de Enero de 2011 08:49

Unos científicos han hecho el sorprendente descubrimiento de que la cima de nuestra capacidad para memorizar y reconocer rostros se alcanza entre los 30 y los 34 años, casi una década más tarde que la mayoría de nuestras otras habilidades mentales.

Foto: Stephanie Mitchell

Aunque los indicios previos ya sugerían que la capacidad de memorizar y reconocer rostros podría tener un desarrollo más lento que otras capacidades, pocos científicos sospechaban que podría continuar desarrollándose durante tantos años en la etapa adulta.

El tardío desarrollo pleno de la capacidad de memorizar y reconocer rostros podría ser simplemente un caso de eficiencia máxima lograda mediante la práctica y ayudada por la juventud. Así lo creen Laura T. Germine y Ken Nakayama de la Universidad de Harvard, y Bradley Duchaine del Dartmouth College, autores de la investigación.

Todos solemos observar caras y practicar su reconocimiento a diario. Es posible que las partes del cerebro que utilizamos para reconocer rostros, requieran este período prolongado de afinamiento para ayudarnos a aprender y recordar del mejor modo posible una amplia variedad de caras diferentes.

Germine, Duchaine y Nakayama se valieron del test de Memoria Facial de Cambridge, realizable online y disponible en www.testmybrain.org, para probar la habilidad de reconocer rostros generados por ordenador en unos 44.000 voluntarios de entre 10 y 70 años de edad. Encontraron que la máxima habilidad en otras tareas mentales, como recordar nombres, alcanza su punto álgido a la edad de entre 23 y 24 años, lo que concuerda con los resultados de investigaciones anteriores.

Pero en lo que respecta al reconocimiento facial, la eficiencia en los sujetos de estudio se incrementó bruscamente entre los 10 y 20 años de edad, después continuó aumentando más despacio durante la etapa veinteañera de las personas, y alcanzó la eficiencia máxima del 83 por ciento de respuestas correctas en la franja de edad que va desde los 30 hasta los 34 años.

Un experimento de seguimiento empleando rostros de niños generados por ordenador tuvo un resultado similar, con el mejor reconocimiento de rostros infantiles logrado por los individuos de treinta y pocos años. Después, esta habilidad sufre un lento declive, siendo la capacidad a los 65 años similar a la que se suele tener a los 16.

Históricamente, las investigaciones sobre la cognición han tendido a concentrarse en el desarrollo hasta los 20 años de edad, y en el envejecimiento, después de los 55. Sin embargo, la investigación del equipo de Germine muestra que los 35 años intermedios, que hasta ahora se consideraban relativamente estáticos, pueden en realidad ser más dinámicos de lo que muchos científicos creían.

Scitech News

martes, 28 de diciembre de 2010

Los Estímulos de la Retina Que Activan a las Poblaciones de Neuronas Especializadas en la Conducta de Cazar

20 de Diciembre de 2010. Foto: Zina Deretsky, National Science FoundationDesde alertar de un peligro inminente hasta permitir descubrir una presa, el sentido de la visión mantiene vivos a muchos animales, incluyendo a los seres humanos. Pero ¿cómo opera exactamente este importante sentido, y por qué nos es más fácil detectar el movimiento de objetos pequeños dentro de nuestro campo visual, que percibir otras cosas? La complejidad de la red neuronal que respalda la visión ha eludido durante mucho tiempo los intentos de los científicos por desentrañarla, hasta ahora.
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Wyart y Del Bene han conseguido observar el proceso por el que las señales visuales de objetos grandes y las de pequeños se convierten en actividad eléctrica en una región del cerebro del pez cebra.

En el cerebro del pez cebra, la región que recibe la información de la retina está separada en capas. El estrato superior recibe conexiones directas con las células de la retina, y tiene una población en la que hay tanto neuronas de excitación como neuronas de inhibición. Estas neuronas se conectan a las neuronas de salida, las cuales a su vez se proyectan a otras regiones del cerebro que controlan cómo el pez cebra persigue a su presa.

Isacoff, Baier, Wyart y Del Bene han averiguado que un estímulo visual grande que cubra todo el campo visual (como desechos flotantes de gran tamaño, u otro pez cebra) da como resultado una baja actividad de las neuronas de salida. Sin embargo, los objetos pequeños (del tamaño de una presa) que se mueven a través del campo visual del pez cebra, a la velocidad con que lo haría una presa, activan con mayor fuerza las neuronas de salida.

La base de este "filtrado" de información es que los estímulos visuales correspondientes a objetos grandes activan masivamente la población de células de inhibición, las cuales inhiben a las neuronas de salida, mientras que los estímulos correspondientes a objetos móviles pequeños activan sólo a un pequeño número de células de inhibición, en la región cerebral del pez cebra que recibe la información de la retina, permitiendo que la excitación actúe con eficiencia sobre las neuronas de salida.


Recientemente, valiéndose de una nueva tecnología, Claire Wyart en el laboratorio de Ehud Isacoff de la Universidad de California en Berkeley y Filo Del Bene en el laboratorio de Herwig Baier de la Universidad de California en San Francisco, han sido capaces de monitorizar a poblaciones enteras de células de la retina y del cerebro en la larva del pez cebra, y aclarar algunos de los misterios de la "circuitería" neuronal subyacente en su capacidad de visión.

Información adicional en:

miércoles, 10 de noviembre de 2010

LA TRAYECTORIA CURVA DE LA PELOTA EN CIERTOS LANZAMIENTOS DE BEISBOL ES UNA ILUSION OPTICA

Psicología
Lunes, 08 de Noviembre de 2010 08:30

Muchos bateadores y lanzadores han vivido situaciones en las que una pelota se desvía progresivamente hacia un lado durante su trayecto aéreo, en vez de avanzar en línea recta como sería lógico que hiciera. Otros cambios anómalos de trayectoria suelen estar asociados al fenómeno. Varias explicaciones han sido propuestas para la naturaleza de estas trayectorias.

Foto: Mira Zimet

La más aceptada ha sido que cuando se hace girar sobre sí misma a la pelota, la combinación de esta rotación con su movimiento rectilíneo a través del aire produce una desviación paulatina de la pelota hacia un lado.

Un nuevo estudio desvela ahora que la verdadera causa de esas trayectorias curvas es una sorprendente ilusión óptica que interviene sobre la visión periférica del ojo humano. Esas pelotas que parecen seguir una trayectoria curvada no la siguen en realidad, sólo lo parece.

Así lo han comprobado los investigadores de un equipo dirigido por Arthur Shapiro de la Universidad Americana en Washington, y Zhong-Lin Lu de la Universidad del Sur de California.

Los resultados del nuevo estudio aparecen un año después de haber ganado el mismo equipo el premio a la mejor ilusión óptica en un congreso de ciencias de la visión. La ilusión óptica que estos científicos presentaron es una impactante demostración de cómo un objeto cayendo en línea recta puede parecernos que se desvía conforme apartamos la mirada de él, y puede verse aquí:

http://illusioncontest.neuralcorrelate.com/2009/the-break-of-the-curveball/

Los bateadores tienden a pasar de la visión central a la periférica cuando la pelota está a unos seis metros de distancia. La visión periférica del ojo carece de la capacidad de separar debidamente el movimiento de avance del de rotación de la pelota. Por eso, cuando una pelota vuela girando al mismo tiempo sobre sí misma, la visión periférica capta de manera confusa la combinación de avance y rotación.

El resultado es una diferencia entre la trayectoria real de la pelota y la que es percibida por el bateador. Cuando el bateador pasa a visión periférica, esa diferencia empieza siendo pequeña, pero crece conforme pasa el tiempo y la pelota avanza hacia la base del bateador.

Cuando la pelota llega a la base del bateador, éste pasa de nuevo a la visión central y descubre la pelota en un punto distinto del que esperaba. Ese aparente desvío anómalo de la pelota pone en no pocas dificultades a los bateadores.

Scitech News

EL MODO EN QUE LAS NEURONAS PROCESAN EL FLUJO OPTICO

Neurología
Martes, 02 de Noviembre de 2010 10:26

En términos generales, los humanos y muchos otros animales mantenemos sin dificultad nuestro sentido del equilibrio en el entorno tridimensional que nos envuelve. Además de valernos del sistema vestibular, nuestros movimientos a menudo reciben ayuda de la vista. Cada movimiento provoca que el entorno se mueva de una manera característica ante nuestra mirada.

Foto: Max Planck Institute of Neurobiology / Schorner

Sobre la base de este "flujo óptico", las neuronas calculan el movimiento propio del organismo.

Unos científicos en el Instituto Max Planck de Neurobiología han mostrado ahora cómo exactamente las neuronas consiguen calcular el movimiento propio del cuerpo mientras se enfrentan a los cambios en el entorno que van produciéndose a causa de ese movimiento. Hasta ahora, ninguno de los modelos establecidos para el procesamiento óptico era capaz de explicar debidamente esta cuestión.

En al menos un aspecto, los seres humanos nos parecemos mucho a las moscas: ambas especies dependemos fundamentalmente de la vista para desplazarnos por nuestro entorno. A pesar de que las imágenes que captamos están cambiando de manera constante mientras nos movemos, somos capaces de orientarnos con facilidad, y de hecho hemos desarrollado la habilidad de aprovecharnos de tales cambios constantes para afinar nuestro sistema cerebral de navegación.

Por ejemplo, si caminamos junto a una pared blanca, las diminutas asperezas van pasando ante nuestros ojos moviéndose en dirección contraria a la de nuestro avance, y por sí solas ya pueden garantizarnos que efectivamente estamos yendo hacia adelante. Si pasamos junto a una pared llena de posters, la gran cantidad y complejidad de formas y colores que percibimos constituyen un tipo de información que a priori es muy distinto del ofrecido por la pared vacía. Sin embargo, también nos valemos de la misma pauta de la dirección aparente de avance de los rasgos de la pared para determinar que estamos avanzando.

Aunque la información visual es muy diferente en uno y otro caso, nuestras neuronas pueden confirmar en ambos que estamos avanzando a cierto ritmo. Algo que, a primera vista, parece rutinario y sin interés, es, en cambio, una hazaña extraordinaria de nuestro cerebro.

¿Cómo las neuronas pueden procesar informaciones ópticas tan diferentes?

El equipo de Franz Weber, tras unos experimentos de percepción en moscas, ha llegado a la conclusión de que las neuronas muestran esencialmente la misma reacción a las densidades altas y bajas de puntos o píxeles. Esto es asombroso, dado que un patrón con un número más bajo de puntos suministra a una neurona una cantidad muy inferior de información de movimiento visual que uno con una densidad alta de puntos (recordemos la pared blanca desnuda y la plagada de posters).

Las neuronas evidentemente compensan las diferencias en la información entrante por medio de un amplificador interno. Teniendo muy en cuenta este realce de la señal, los autores del estudio crearon un nuevo modelo. Éste ahora brinda una mejor descripción del comportamiento y coordinación de las neuronas dentro de su red.

Scitech News

miércoles, 8 de septiembre de 2010

ANOMALIAS SUTILES DE MOVIMIENTOS OCULARES EN FAMILIARES DE AUTISTAS

Neurología
Jueves, 02 de Septiembre de 2010 10:28

Un estudio desvela que los parientes en primer grado de las personas con autismo tienen movimientos oculares anormales, similares a los de algunos autistas, lo que sugiere que estas alteraciones sutiles dentro de la circuitería sensoriomotora y cognitiva del cerebro son rasgos hereditarios.

El autismo, un trastorno permanente con pocas causas conocidas, es hereditario, pero tiene una considerable variación genética y conductual. Las personas con autismo suelen tener impedimentos sociales y de comunicación, inflexibilidad conductual y dificultad para controlar o regular su comportamiento.

Los autores del nuevo estudio, de la Universidad de Illinois en Chicago, realizaron pruebas de movimiento ocular y otras evaluaciones de las funciones neuroconductuales en 57 parientes de primer grado de autistas. Compararon los resultados con los obtenidos de 40 sujetos de control sanos que no tenían ningún familiar con autismo.

Los investigadores evaluaron los movimientos sacádicos, o movimientos oculares rápidos que desplazan la vista entre objetos en el campo de visión, y los movimientos oculares suaves de seguimiento, que estabilizan la mirada en objetos con movimiento lento.

El equipo de John Sweeney, director del Centro para la Medicina Cognitiva en el Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Illinois en Chicago, ha constatado que los familiares biológicos de autistas efectúan movimientos oculares anormales similares a los realizados por algunas personas con autismo. Diferentes áreas del cerebro controlan los distintos tipos de movimiento ocular. En los análisis del estudio, se comprobó que algunos miembros de esas familias presentaban anomalías en el cerebelo, otros en la corteza prefrontal, y algunos en cómo interactúan la corteza frontal y la parietal.

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