Cómo los movimientos oculares reflejan la atención en primates y humanos

La forma en que los seres vivos interactúan con su entorno implica un ciclo de acción y percepción. Esta es una necesidad básica para todos los organismos: deben sentir, interpretar y responder a lo que está pasando a su alrededor. Sentir no es solo recibir información de manera pasiva a través de los sentidos. En muchos casos, requiere un esfuerzo activo para afinar los sentidos de manera más efectiva. Este proceso activo se ve a menudo en los animales, especialmente en los primates, cuando están mirando a su alrededor.

Una forma en que los primates reúnen activamente información visual es a través de una serie de rápidos movimientos oculares conocidos como Sacadas. Estos movimientos sacádicos desplazan el área de visión más nítida a diferentes partes de lo que están mirando, permitiéndoles recoger información visual detallada. Este método muestra cómo el cerebro procesa escenas complejas al centrarse en una parte a la vez.

Durante la exploración normal, el área de enfoque tiende a ser donde se dirige la visión más aguda. Entonces, a medida que los ojos se mueven durante los movimientos sacádicos, esto refleja un cambio en donde se dirige la Atención. Los intervalos entre estos movimientos oculares pueden dar información sobre cómo el sistema visual está procesando la información. Curiosamente, la duración típica de estos intervalos parece alinearse con actividades cerebrales específicas observadas en primates.

Este patrón de actividad no se limita a los primates. Muchas especies diferentes muestran tipos similares de actividades rítmicas, incluyendo patrones vistos en sus movimientos de olfateo o de cerdas.

#Sensibilidad Activa en Primates

La sensibilidad activa es especialmente evidente cuando los primates llevan a cabo un escaneo atento de su entorno. Por ejemplo, los animales a menudo ajustan su enfoque según donde ven algo interesante. Aquí es donde entran en juego los movimientos oculares sacádicos, ya que los ojos se mueven rápidamente para reunir más información.

La conexión entre estos movimientos oculares y la atención es notable. El tiempo de los cambios en la atención a menudo se alinea con el tiempo de los movimientos oculares. Estudios han mostrado que hay intervalos típicos entre sacadas, y estos intervalos sugieren una manera rutinaria en que opera el sistema visual.

Uno de los hallazgos interesantes es que durante un enfoque sostenido, ocurren pequeños movimientos oculares, llamados micro-sacadas. Se cree que estos ayudan a mantener la claridad visual y pueden estar influenciados por patrones rítmicos que ocurren en el cerebro. Algunos investigadores proponen que tanto las sacadas más grandes como las más pequeñas podrían estar vinculadas en términos de los procesos subyacentes que las generan.

#El Estudio de las Sacadas

En este estudio, los investigadores analizaron la dinámica de las sacadas en dos macacos adultos y un grupo de 22 participantes humanos. El objetivo era examinar cómo las escenas visuales y las tareas influían en los patrones de los movimientos oculares y el ritmo de estos cambios.

#Participantes y Metodología

Veinticinco adultos participaron en el estudio, la mayoría con visión normal. También se involucraron dos monos, que fueron entrenados para realizar tareas que incluían buscar objetivos en una pantalla. Cada tarea requería encontrar objetivos dispuestos en un patrón regular o en un patrón aleatorio. Los humanos tenían tareas similares pero con ligeras variaciones en cómo eran recompensados por sus respuestas.

#Dinámica de Sacadas en Tareas

Las tareas diseñadas tanto para humanos como para macacos tenían diferentes condiciones para analizar los efectos del arreglo espacial en los movimientos sacádicos. Los investigadores observaron cómo estos movimientos cambiaron según si los objetivos estaban en una cuadrícula regular o en un diseño más caótico.

Curiosamente, los participantes humanos mostraron diferentes patrones en sus ritmos sacádicos dependiendo de la estructura espacial de lo que estaban viendo. Los monos exhibieron comportamientos similares, indicando que la configuración espacial de la tarea tenía un impacto en cómo ambas especies dirigían su atención y realizaban movimientos oculares.

#Hallazgos sobre Rítmicidad

Los investigadores crearon una medida conocida como índice de rítmicidad (RI) para analizar el tiempo de las sacadas. Este índice refleja cuán regulares son los intervalos de tiempo entre los movimientos oculares. Si las sacadas ocurren en momentos más predecibles, significa un nivel más alto de rítmicidad.

Cuando compararon las tareas, encontraron que el arreglo de los estímulos visuales influía significativamente en los patrones de las sacadas. En los participantes humanos, el arreglo caótico mostró la mayor rítmicidad, mientras que las escenas estructuradas pero más complejas tuvieron la menor regularidad. Los monos mostraron tendencias similares, aunque uno de los monos mostró un patrón distinto.

El estudio demostró que ambas especies tenían una tendencia a exhibir una estructura de tiempo más organizada en sus sacadas de lo que se vería típicamente si estos movimientos fueran aleatorios.

#Correlación Entre la Tasa de Sacadas y Rítmicidad

Los investigadores también analizaron si había una conexión entre la velocidad de los movimientos oculares y la rítmicidad de esos movimientos. Resultó que había una correlación positiva: las sacadas más rápidas tendían a ser más rítmicas. En términos simples, cuando los monos y humanos hacían movimientos más rápidos, esos movimientos eran más predecibles en tiempo.

Esta relación arroja luz sobre cómo el procesamiento del cerebro puede influir en los movimientos oculares. A medida que aumentaba la tasa de sacadas, también lo hacía la naturaleza rítmica de esos movimientos, sugiriendo que el sistema visual no solo responde a estímulos inmediatos, sino que lo hace de una manera estructurada.

#Movimientos Oculares e Impacto de la Escena Visual

A lo largo del estudio, el enfoque inicial estuvo en cómo el entorno visual circundante influía en los movimientos oculares. Se observó que, dependiendo de si los participantes estaban investigando estímulos de patrones regulares o escenas naturales más complejas, las características de sus movimientos sacádicos cambiaron.

En términos de micro-sacadas, que son los pequeños y rápidos movimientos de los ojos que ayudan a mantener el enfoque, sus patrones también se vieron influenciados por la naturaleza de las tareas visuales. Cuando los participantes llevaban a cabo tareas que requerían buscar elementos específicos, sus patrones de micro-sacadas cambiaron según los períodos de fijación y búsqueda subsecuentes.

Los hallazgos demostraron que el papel del contexto visual es crucial para determinar el tiempo y las características de estos movimientos oculares, afectando tanto a las sacadas macro como a las micro.

#Investigando Micro-Sacadas

Un área específica de enfoque fue cómo se comportaban las micro-sacadas durante las diferentes condiciones de tarea. Los investigadores pretendían entender si ciertos tipos de tareas llevaban a micro-sacadas correctivas más frecuentes, aquellas que ayudan a ajustar la mirada después de una sacada más grande.

Los participantes mostraron frecuentemente patrones donde una sacada más grande era seguida por una micro-sacada destinada a afinar el enfoque en un objetivo. Este comportamiento indica una especie de mecanismo correctivo en el cerebro, diseñado para asegurar que el sistema visual recoja información precisa.

#Patrones de Sacadas a lo Largo del Tiempo

Un aspecto importante de la investigación exploró cómo los movimientos oculares no son completamente independientes entre sí. En cambio, parece haber una correlación entre las sacadas subsiguientes. Por ejemplo, cuando un participante realiza una sacada, esto puede influir en el tiempo y la naturaleza de la siguiente.

Esta observación fue particularmente clara durante una condición de visualización libre, donde se permitió a los participantes ver un video naturalista. Los resultados mostraron momentos de movimientos oculares altamente rítmicos intercalados con tiempos de menor predictibilidad, indicando una naturaleza dinámica del sistema visual que se ajusta según el contexto.

#Conclusión

La exploración de la dinámica de sacadas en humanos y macacos revela una compleja interacción entre el contexto visual, la estructura de las tareas y las características de los movimientos oculares. Ambas especies exhiben patrones rítmicos en sus sacadas que cambian según lo que están mirando y cuán rápido responden.

El estudio ilustra cómo los procesos cognitivos y sensoriales están entrelazados en la forma en que los seres vivos perciben e interactúan con su entorno. También invita a investigar más sobre los mecanismos detrás de estos movimientos oculares y cómo se adaptan a diferentes estímulos visuales. Entender estas dinámicas puede proporcionar valiosas ideas sobre las funciones más amplias del cerebro y su capacidad para procesar información visual de manera efectiva.