El estudio sugiere que esta campo de acción de la corteza visual emerge mucho antaño en el incremento de lo que se pensaba. – Ciencia diaria

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Dentro de la corteza visual del cerebro adulto, una pequeña región está especializada para responder a rostros, mientras que las regiones vecinas muestran fuertes preferencias por cuerpos o escenas como paisajes.

Los neurocientíficos han asumido durante mucho tiempo que se necesitan muchos años de experiencia visual para que estas áreas se desarrollen en los niños. Sin embargo, un nuevo estudio del MIT sugiere que estas regiones se forman mucho antes de lo que se pensaba. En un estudio de bebés entre las edades de dos y nueve meses, los investigadores identificaron áreas de la corteza visual infantil que ya muestran fuertes preferencias por rostros, cuerpos o escenas, tal como lo hacen en los adultos.

«Estos datos impulsan nuestra imagen del desarrollo al hacer que los cerebros de los niños se parezcan más a los adultos, en más formas y antes de lo que pensábamos», dice Rebecca Saxe, profesora de ciencias cognitivas y cerebrales en el miembro del MIT McGovern, John W. Jarve. autor del nuevo estudio.

Mediante el uso de imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI), los investigadores recopilaron datos utilizables de más de 50 niños, mucho más de lo que cualquier laboratorio de investigación ha podido escanear antes. Esto les permitió examinar la corteza visual infantil de una manera que no había sido posible hasta ahora.

«Este es un logro que hará que muchas personas realmente tengan que lidiar con su comprensión del cerebro infantil, el punto de partida del desarrollo y el desarrollo en sí», dice Heather Kosakowski, estudiante graduada del MIT y autora principal del estudio. aparece hoy en Biología actual.

Regiones distintivas

Hace más de 20 años, Nancy Kanwisher, profesora Walter A. Rosenblith de Neurociencia Cognitiva en el MIT, usó fMRI para descubrir el área fusiforme de la cara: una pequeña región de la corteza visual que responde a las caras con mucha más fuerza que cualquier otra. tipo. de vista. Entrada.

Desde entonces, Kanwisher y sus colegas también han identificado partes de la corteza visual que responden a los cuerpos (el área extraestriada del cuerpo, o EBA) y escenas (el área del locus parahipocampal, o PPA).

«Existe este conjunto de regiones funcionalmente muy distintivas que están presentes aproximadamente en el mismo lugar en prácticamente todos los adultos», dice Kanwisher, quien también es miembro del Centro de Cerebros, Mentes y Máquinas del MIT y autor del nuevo estudio. «Esto plantea todas estas preguntas sobre cómo se desarrollan estas regiones. ¿Cómo llegan allí y cómo se construye un cerebro que tiene una estructura similar en cada persona?»

Una forma de intentar responder a estas preguntas es investigar cuándo estas regiones altamente selectivas se desarrollan por primera vez en el cerebro. Una hipótesis de larga data es que se necesitan varios años de experiencia visual para que estas regiones se vuelvan gradualmente selectivas para sus objetivos específicos. Los científicos que estudian la corteza visual han encontrado patrones de selectividad similares en niños de 4 o 5 años, pero se han realizado pocos estudios en niños más pequeños.

En 2017, Saxe y uno de sus estudiantes de posgrado, Ben Deen, informaron sobre el primer uso exitoso de fMRI para estudiar el cerebro de bebés despiertos. Ese estudio, que incluyó datos de nueve niños, sugirió que si bien los niños tenían áreas que responden a rostros y escenas, esas regiones aún no eran muy selectivas. Por ejemplo, el área de la cara fusiforme no mostró una fuerte preferencia por los rostros humanos sobre cualquier otro tipo de información, incluidos los cuerpos humanos o los rostros de otros animales.

Sin embargo, ese estudio estuvo limitado por la pequeña cantidad de sujetos y también por su dependencia de una bobina de resonancia magnética funcional que los investigadores habían desarrollado específicamente para niños, que no ofrecía imágenes de alta resolución como las bobinas utilizadas para adultos.

Para el nuevo estudio, los investigadores querían intentar obtener mejores datos de más niños. Construyeron un nuevo escáner que es más cómodo para los niños y también más potente, con una resolución similar a la de los escáneres de resonancia magnética funcional utilizados para estudiar el cerebro adulto.

Luego de ingresar al escáner especializado, junto con un padre, los niños vieron videos que mostraban rostros, partes del cuerpo como patear o agitar las manos, objetos como juguetes o escenas naturales como montañas.

Los investigadores reclutaron a casi 90 niños para el estudio, recopilaron datos utilizables de resonancia magnética funcional de 52, la mitad de los cuales proporcionaron datos de mayor resolución recopilados con la nueva bobina. Su análisis reveló que regiones específicas de la corteza visual infantil exhiben respuestas altamente selectivas a rostros, partes del cuerpo y escenas naturales, en los mismos lugares donde tales respuestas se ven en el cerebro adulto. La selectividad por escenas naturales, sin embargo, no fue tan fuerte como lo fue para caras o partes del cuerpo.

El cerebro infantil

Los hallazgos sugieren que la concepción de los científicos sobre cómo se desarrollan los cerebros de los bebés puede necesitar ser revisada para adaptarse a la observación de que estas regiones especializadas comienzan a parecerse a las de los adultos antes de lo esperado.

«Lo que es tan emocionante acerca de estos datos es que revolucionan la forma en que entendemos el cerebro infantil», dice Kosakowski. «Muchas teorías han surgido en el campo de la neurociencia visual para dar cabida a la idea de que se necesitan años de desarrollo para que emerjan estas regiones especializadas. Y lo que estamos diciendo es que en realidad no, en realidad solo se necesitan un par de meses».

Debido a que sus datos sobre el área del cerebro que responde a las escenas no eran tan fuertes como lo eran para las otras posiciones que observaron, los investigadores ahora planean realizar más estudios en esa región, esta vez mostrando imágenes de los niños. en una pantalla, mucho más grande de lo que imitan más de cerca la experiencia de estar dentro de una escena. Para este estudio, planean utilizar la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS), una técnica de imágenes no invasiva que no requiere que el participante esté dentro de un escáner.

«Esto nos permitirá preguntarnos si los niños pequeños tienen respuestas sólidas a las escenas visuales que subestimamos en este estudio debido a las limitaciones visuales de la configuración experimental en el escáner», dice Saxe.

Los investigadores ahora están analizando más a fondo los datos recopilados para este estudio con la esperanza de aprender más sobre cómo progresa el desarrollo del área facial fusiforme desde los niños más pequeños que estudiaron hasta los mayores. También esperan realizar nuevos experimentos examinando otros aspectos de la cognición, incluida la forma en que los cerebros de los niños responden al lenguaje y la música.

La investigación fue financiada por la National Science Foundation, los National Institutes of Health, el McGovern Institute y el Center for Brains, Minds and Machines.

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