Tendencias21
Un núcleo del cerebro funciona como una cámara digital

Un núcleo del cerebro funciona como una cámara digital

Como una cámara digital a la hora de procesar una imagen, un núcleo del cerebro (el núcleo geniculado lateral del tálamo) es el encargado de recibir información directamente de la retina y enviarla a la corteza cerebral para su análisis. Un equipo liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto que la función que lleva a cabo este núcleo es muy parecida a la que cumple una cámara digital o un teléfono móvil a la hora de ampliar la resolución de una fotografía.

Un núcleo del cerebro funciona como una cámara digital

Como una cámara digital a la hora de procesar una imagen, un núcleo del cerebro (el núcleo geniculado lateral del tálamo‎ ) es el encargado de recibir información directamente de la retina y enviarla a la corteza cerebral para su análisis.

Un equipo liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto que la función que lleva a cabo este núcleo es muy parecida a la que cumple una cámara digital o un teléfono móvil a la hora de ampliar la resolución de una fotografía. Los resultados aparecen publicados en la revista Neuron.

El ojo funciona como una cámara digital, en la cual, la superficie receptora está formada por un conjunto de píxeles. Por eso la resolución de la imagen que proporciona el ojo al cerebro está limitada por el número de píxeles, o células ganglionares, de la retina.

“Los circuitos neuronales que forman el núcleo del cerebro interpolan para obtener una imagen retiniana con mayor número de píxeles y, por lo tanto, mayor resolución aparente. Esto permite al cerebro incrementar el tamaño de la imagen retiniana antes de proceder a un análisis más detallado”, asegura Luis Martínez, investigador del CSIC en el Instituto de Neurociencias de Alicante (centro mixto del CSIC y la Universidad Miguel Hernández) en un comunicado del Consejo.

Incrementar la resolución por interpolación es algo habitual en el tratamiento de imágenes. Sin embargo, este proceso tiene una deficiencia: reduce el contraste local, lo que hace que las imágenes se vean desenfocadas. Sólo con un filtro es posible incrementar el contraste local y disimular este efecto.

Según Martínez, en el cerebro, el problema es similar o más grave, ya que la resolución final del ojo es de apenas un megapíxel. “Hemos descubierto que la relación entre los dos tipos celulares principales del tálamo, dos masas esféricas de tejido gris, situadas dentro de la zona media del cerebro, permite compensar los efectos adversos de la interpolación de la misma manera que lo haría, por ejemplo, una cámara digital”, precisa el investigador del CSIC.

Principio de minimización de cable

Mediante modelizaciones matemáticas, los investigadores han concluido que los circuitos de la retina y el tálamo implicados en estas dos operaciones, interpolación e incremento del contraste local de las imágenes visuales, se generan durante el desarrollo embrionario.

La única limitación es la cantidad de cable utilizada para conectar la retina con el cerebro, que es la mínima necesaria para generar un circuito funcional, un principio ya enunciado por Cajal hace más de un siglo.

Esa necesidad de mantener el tamaño del ojo lo más reducido posible y la longitud de axones o cables que lo unen con el cerebro lo más corta posible supone un límite al número de píxeles que tiene el ojo.

“La razón es que, aunque un mayor tamaño del ojo mejoraría la calidad y resolución de la imagen, lo haría a costa de incrementar el gasto metabólico y el espacio requerido para enviar esa información visual al cerebro. Este problema también se da a la hora de diseñar dispositivos artificiales de tratamiento de imágenes, como una cámara digital o una impresora”, agrega Martínez.

Referencia bibliográfica:

Luis M. Martínez, Manuel Molano-Mazón, Xin Wang, Friedrich T. Sommer, y Judith A. Hirsch. Statistical Wiring of Thalamic Receptive Fields Optimizes Spatial Sampling of the Retinal Image. Neuron (2014). DOI: 10.1016/j.neuron.2013.12.014.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente