Encuentran las células del cerebro que nos hacen intuir la gravedad

Las personas son físicas intuitivas: saben desde el nacimiento cómo es probable que caigan, se derrumben o rueden los objetos bajo la influencia de la gravedad. En un nuevo estudio, los científicos han encontrado las células cerebrales aparentemente responsables de esta sabiduría innata.

En una parte del cerebro responsable de reconocer el color, la textura y la forma, investigadores de la Universidad Johns Hopkins (Baltimore, EE.UU.) han encontrado neuronas que utilizan señales ambientales a gran escala para inferir la dirección de la gravedad. Los hallazgos, que se publican en la revista Current Biology, sugieren que estas células ayudan a los seres humanos a orientarse y predecir cómo se comportarán los objetos.

«La gravedad es una fuerza potente y omnipresente en nuestro mundo», dice el autor principal, Charles E. Connor, profesor de neurología y director del Instituto Mente/Cerebro Zanvyl Krieger de la universidad, en la nota de prensa de ésta. «Nuestros resultados muestran cómo la dirección de la gravedad puede derivarse de las señales visuales, proporcionando información crucial acerca de la física de los objetos, así como señales adicionales para el mantenimiento de la postura y equilibrio».

Connor, junto con el autor principal Siavash Vaziri, un antiguo compañero post-doc de la Universidad Johns Hopkins, estudió células individuales de la zona del cerebro dedicada a los objetos del mono rhesus, que ha resultado ser un modelo notable para la organización y el funcionamiento de la visión humana.

Se midieron las respuestas de cada célula a unas 500 formas abstractas y tridimensionales presentadas en un monitor de ordenador. Las formas iban desde pequeños objetos hasta grandes paisajes e interiores.

Encontraron que una célula dada respondía a muchos estímulos diferentes, especialmente a los aviones grandes y a los acantilados afilados y extendidos. Lo que unía a estos estímulos era su alineación en el mismo marco de referencia rectilíneo e inclinado. Estas células, sensibles a distintas inclinaciones, podían proporcionar una señal continua para la dirección de la gravedad, incluso cuando la persona se mueve constantemente.

Hacia arriba

En otras palabras, dice Connor, estas neuronas podían ayudar a la gente a saber dónde es «hacia arriba».

«El mundo no parece girar cuando la cabeza se inclina hacia la izquierda o hacia la derecha o la mirada se inclina hacia arriba o hacia abajo, a pesar de que la imagen visual cambia drásticamente,» dice. «Esa estabilidad de percepción debe depender de señales como estas que proporcionan una idea constante de cómo se orienta el entorno visual.»

El descubrimiento inicial del equipo de estas células sensibles a las figuras a gran escala, publicado en la revista Neuron en 2014, fue sorprendente porque las encontraron en una región del cerebro que durante mucho tiempo se había considerado dedicada exclusivamente a la visión de objetos. Los nuevos hallazgos lo explican, ya que conocer el sistema de referencia gravitatorio es fundamental para predecir cómo se comportarán los objetos.

«Cuando vamos hacia una pelota en el tenis, todo el mundo visual se inclina, pero mantenemos nuestra idea de cómo caerá la bola y la forma de dar nuestro próximo golpe», dice Connor. «La corteza visual genera una comprensión increíblemente rica de la estructura, los materiales, la resistencia, la elasticidad, el equilibrio y el potencial de movimiento de los objetos. Estas son las cosas que nos hacen tales físicos intuitivos expertos».

Un estudio de 2012, realizado en la Universidad de Missouri, ya mostró que los bebés son físicos intuitivos: a los dos meses ya saben que los objetos sin sujeción caen, y que los objetos que no se ven no dejan de existir. Asimismo, a los cinco meses saben que la arena o el agua no son consistentes.

Otro estudio anterior, del Instituto Max Planck de Alemania, había mostrado que predecimos mejor el funcionamiento de la gravedad cuando estamos rectos que tumbados.

Referencia bibliográfica:

Siavash Vaziri, Charles E. Connor: Representation of Gravity-Aligned Scene Structure in Ventral Pathway Visual Cortex. Current Biology (2016). DOI: 10.1016/j.cub.2016.01.022.