Tecnología, cerebro y capacidades humanas (Parte 1 de 3)

La profundidad del mundo

Nos rodea un rico y complejo mundo 3D.

Durante millones de años la especie humana se ha adaptado para captarlo en su profundidad y poder sobrevivir.  Nuestro cerebro evolucionó, creciendo en más de un 50%, para capturar y manipular eficientemente ese mundo 3D.

Durante centurias hemos comunicado nuestra experiencia 3D con herramientas valiosas, pero también limitadas. Es decir, formatos bidimensionales como cartas y fotografías.

¿Cómo rellenábamos el espacio que separaba nuestra rica experiencia en 3D de su comunicación? Por ejemplo, ‘explicando’ un cuadro o una fotografía.

Gracias al desarrollo tecnológico, esa limitación puede ser ahora superada.

Comunicar en 3D es el futuro.

El famoso psicólogo cognitivo Donald Norman escribía hace más de 25 años en su obra sobre 'La psicología de los objetos cotidianos', que "las tareas innecesariamente complejas se pueden simplificar, por lo general mediante el empleo de innovaciones tecnológicas”.

Asumimos que nuestro mundo es 3D. Pero a menudo olvidamos la importancia de la tridimensionalidad  en el día a día. Es fácil imaginar cómo sería nuestra vida si no tuviésemos olfato, o si fuésemos sordos o ciegos. Pero, ¿en qué afectaría a nuestra vida carecer de la facultad de ver el mundo que nos rodea en tres dimensiones? Viviríamos en un cuadro cubista.

Si no viéramos en tres dimensiones, sería imposible percibir y recordar el mundo fielmente.  La falta de binocularidad se traduciría en serias dificultades para calcular distancias.

Tampoco podríamos calibrar tamaño-distancia, seríamos incapaces de valorar si un objeto es pequeño y está cerca, o es grande y está lejos, por lo que confundiríamos un gato atigrado que esté cerca, con un tigre de bengala que esté lejos.

Sin captar la profundidad del mundo que nos rodea, habría sido más complejo sobrevivir como especie. Nuestros ancestros habrían sido devorados por una fiera o muertos de hambre por ser incapaces de arrojar una lanza y acertar el objetivo.

Retinas

Nuestro cerebro es un órgano evolucionado para trabajar con el mundo tridimensional que nos rodea. Sin embargo, las escenas del mundo 3D que habitamos se proyectan sobre unas pantallas biológicas denominadas “retinas” y cuya naturaleza es bidimensional o 2D.

Para poder percibir el mundo, nuestro cerebro 3D debe encontrar una solución a partir de la información 2D que le brindan las retinas. ¿Cómo? Combinando ambas imágenes.

La ubicación de los ojos en la parte frontal de la cabeza permite capturar imágenes similares, pero no idénticas, de la misma escena. Captar imágenes desde ubicaciones ligeramente distintas –recogidas por cada ojo- permite que el cerebro pueda reconstruir la distancia y la profundidad considerando la disparidad de ambas imágenes.

El ojo izquierdo ve la imagen desde la izquierda, mientras que el derecho la ve desde la derecha. Son, por tanto, distintas imágenes, pero lo bastante parecidas para que el cerebro pueda hacer su trabajo de fusión y lo bastante distintas para capturar la perspectiva.

Diálogo

Pregunta: Así que la retina es como una pantalla de cine convencional. Entonces, ¿cómo experimentamos en 3D?

Respuesta: El cerebro combina las imágenes 2D capturadas por las dos retinas, y construye la imagen 3D.

P: ¿Y tiene alguna relevancia que tengamos ambos ojos en la parte frontal de la cabeza?

R: Sí. Eso permite capturar imágenes similares, pero no idénticas, con ambos ojos, facilitando así la visión 3D. Captar imágenes desde ubicaciones ligeramente distintas –recogidas por dos ojos separados por algo más de 5 centímetros- permite que el cerebro pueda reconstruir la distancia considerando la disparidad de ambas imágenes. El cerebro genera 3D usando la perspectiva, la superposición, el enfoque, la iluminación y las sombras.

P: ¿Y por qué tiene importancia ese mecanismo?

R: Porque permite extraer información extremadamente útil. Ayuda a navegar por el entorno, juzgar la velocidad y la distancia de los objetos, identificar comida, miembros de otras especies, así como miembros conocidos y desconocidos de la misma especie. En una palabra, permite afinar nuestra percepción del mundo.

P: ¿Cuál es el papel del cerebro en todo esto?

R: El cerebro se divide en regiones y, aunque es un órgano versátil, también se encuentra organizado funcionalmente según esas regiones.

La corteza temporal –situada en la parte baja del cerebro- es crucial para la percepción y reconocimiento de objetos. Aquí se crean y almacenan representaciones de las características definitorias que permiten identificar un objeto o una determinada categoría de objetos (seres animados, mamíferos, mujeres, familiares).

P: Interesante. Por tanto, distintas partes del cerebro se dedican a diferentes cosas, ¿no es así?

R: Así es. Esa diferencia permite distinguir una ruta neuronal que conecta el lóbulo occipital (situado en la parte trasera del cerebro) con el temporal (ruta ventral) usado para el reconocimiento visual de objetos [QUÉ] y una ruta que vincula el lóbulo occipital con el lóbulo parietal -situado encima del temporal y detrás de lóbulo frontal- (ruta dorsal) para apreciar las relaciones espaciales entre objetos y guiarnos visualmente hacia ellos [DÓNDE].

La ruta ventral responde selectivamente a propiedades visuales relevantes para la identificación de objetos (color, forma y textura), mientras que las neuronas dorsales responden selectivamente a las propiedades espaciales de los estímulos (dirección y velocidad de los estímulos en movimiento, seguimiento de un objeto en movimiento).

P: ¿Y tiene algo que ver esta interesante distinción con nuestra evolución?

R: Por supuesto. La evolución ha favorecido que el lóbulo temporal posea mecanismos especializados en la codificación y reconocimiento de estímulos biológicamente significativos -como el reconocimiento de rostros.

La información visual que 'golpea' la retina es una proyección 2D de un mundo 3D. Esa proyección se modifica dramáticamente según los cambios de posición, distancia, iluminación y orientación de un determinado objeto, según la posición de quien percibe.

La función de la ruta occipital-temporal es determinar y codificar las propiedades invariables de los objetos para ayudar al reconocimiento en una variada serie de posibles situaciones.

P: Entonces el lóbulo parietal es crucial para entender el procesamiento 3D.

R: Exacto. Por eso algunos paleo-neurólogos --entre ellos mi colega Emiliano Bruner, del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH)-- insisten en que comprender la evolución del lóbulo parietal nos ayudará a comprender muchas cosas sobre el Homo Sapiens.