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# Biologia# Neurociência

Como os Movimentos Oculares Moldam o Processamento Visual

Estudo mostra como os movimentos dos olhos influenciam a resposta do cérebro a informações visuais.

Carmen Amme, P. Sulewski, E. Spaak, M. N. Hebart, P. Koenig, T. C. Kietzmann

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Quando olhamos ao redor, nossos olhos se movem rapidamente pra captar informações visuais. Fazemos vários pequenos movimentos chamados sacadas, seguidos de uma pausa rapidinha chamada fixação. A maioria das pesquisas sobre como processamos o que vemos foi feita usando métodos em que as pessoas mantêm os olhos parados enquanto imagens diferentes são mostradas. Essa abordagem mede a atividade cerebral em resposta a essas imagens. Mas, na real, não é assim que costumamos ver o mundo. Na vida real, nossos olhos estão sempre se mexendo, e esse movimento afeta como processamos o que vemos.

Estudos recentes começaram a analisar como nossos Cérebros funcionam em situações mais naturais, permitindo que nossos olhos se movam livremente enquanto olhamos pra várias cenas diferentes. O objetivo é ver se o cérebro começa a processar as informações visuais assim que nossos olhos começam a se mover, em vez de esperar eles pararem.

O Experimento

Em um experimento recente, pesquisadores coletaram dados de cinco participantes que olharam para 4.080 cenas naturais diferentes. Eles usaram duas ferramentas principais: magnetoencefalografia (MEG), que rastreia a atividade cerebral, e tecnologia de rastreamento ocular, que segue onde os participantes estão olhando. Essa configuração permitiu que os pesquisadores coletassem dados de aproximadamente 200.000 movimentos oculares, rastreando tanto as sacadas quanto as Fixações.

Os pesquisadores descobriram que uma resposta cerebral específica chamada M100, que é um dos primeiros sinais de Processamento Visual, ocorria logo depois que os olhos começavam seus movimentos (sacadas), em vez de quando os olhos paravam (fixações). Isso significa que o cérebro começa a trabalhar nas informações visuais mesmo antes de fixarmos o olhar em algo.

Descobertas sobre Movimentos Oculares

Para estudar isso, os pesquisadores analisaram de perto a resposta M100, comparando-a à duração das sacadas. Eles perceberam que o tempo da resposta M100 estava mais relacionado ao início da sacada. Quando mediram a resposta do cérebro durante a fase de fixação, notaram uma diferença chave: enquanto alguma atividade cerebral ainda estava ligada ao momento em que o olho parava, a maior parte acontecia durante o movimento em si.

Eles associaram a M100 ao tempo das sacadas em vez das fixações. Essa observação foi consistente entre todos os participantes. Análises adicionais revelaram que, conforme a duração da sacada aumentava, o tempo que a resposta M100 demorava pra aparecer diminuía, indicando que o cérebro ajusta sua resposta com base no movimento ocular.

Componentes do Processamento Visual

Os pesquisadores também analisaram como as respostas das sacadas se comparavam às respostas desencadeadas pela apresentação de cenas visuais. Eles acharam que a resposta do cérebro quando uma cena aparece pela primeira vez tinha algumas semelhanças com a resposta de uma sacada de zero duração, mas também mostraram diferenças significativas. Em particular, a atividade cerebral estava em direções opostas para esses dois eventos, sugerindo que processos diferentes estão em jogo em como respondemos a cenas visuais em comparação com como respondemos aos nossos próprios movimentos oculares.

Usando técnicas avançadas, os pesquisadores conseguiram visualizar onde no cérebro essas atividades ocorriam. Eles descobriram que, embora as respostas a sacadas e fixações às vezes pudessem ser similares, geralmente não eram as mesmas que as respostas desencadeadas por um estímulo visual. Essas informações sugerem que nossos cérebros processam esses diferentes tipos de entradas visuais usando métodos diferentes.

Implicações das Descobertas

Os resultados indicam que é importante repensar como estudamos o processamento visual. Muitos estudos trataram o momento em que fixamos o olhar em algo como o mesmo que quando um estímulo visual é apresentado. No entanto, as descobertas deste estudo mostram que o que acontece quando movemos os olhos também deve ser levado em consideração.

Isso implica que nossos cérebros não estão apenas esperando passivamente pelas imagens aparecerem. Em vez disso, nosso processamento visual é ativamente influenciado por nossos movimentos e o que podemos esperar ver com base em experiências anteriores. O cérebro parece usar previsões sobre o que vem a seguir, o que está alinhado com uma teoria sobre como nosso cérebro processa informações com base em conhecimentos prévios.

Importância da Visão Ativa

Visão ativa é a ideia de que o que vemos é moldado por nossas ações. Os movimentos oculares que fazemos não são aleatórios; eles são guiados pelo que queremos olhar e pelo que já vimos antes. Essas observações apontam pra uma nova maneira de ver como processamos informações visuais.

Pesquisas futuras podem se aprofundar em como esses processos funcionam, focando mais em como exploramos ativamente nosso ambiente. Entender isso pode ajudar a criar modelos melhores para o processamento visual, potencialmente levando a avanços em áreas como inteligência artificial, onde máquinas tentam imitar a visão humana.

Conclusão

Esse estudo joga luz sobre como processamos informações visuais em ambientes naturais. Focando em como nossos movimentos oculares influenciam a atividade cerebral, os pesquisadores destacam a importância de considerar nossas ações ao entender o processamento visual. Em vez de ver o cérebro como um receptor passivo de informações, podemos vê-lo mais como um participante ativo que usa movimentos oculares pra antecipar e interpretar o que está por vir. Mais pesquisas nessa área podem nos ajudar a aprender mais sobre como vemos o mundo ao nosso redor e como esses mecanismos podem ser diferentes dos ambientes tradicionais de laboratório.

Fonte original

Título: Saccade onset, not fixation onset, best explains early responses across the human visual cortex during naturalistic vision

Resumo: Visual processing has traditionally been investigated using static viewing paradigms, where participants are presented with streams of randomized stimuli. Observations from such experiments have been generalized to naturalistic vision, which is based on active sampling via eye movements. In studies of naturalistic vision, visual processing stages are thought to be initiated at the onset of fixations, equivalent to a stimulus onset. Here we test whether findings from static visual paradigms translate to active, naturalistic vision. Utilizing head-stabilized magnetoencephalography (MEG) and eye tracking data of 5 participants who freely explored thousands of natural images, we show that saccade onset, not fixation onset, explains most variance in latency and amplitude of the early sensory component M100. Source-projected MEG topographies of image and saccade onset were anticorrelated, demonstrating neural dynamics that share similar topographies but produce oppositely oriented fields. Our findings challenge the prevailing approach for studying natural vision and highlight the role of internally generated signals in the dynamics of sensory processing.

Autores: Carmen Amme, P. Sulewski, E. Spaak, M. N. Hebart, P. Koenig, T. C. Kietzmann

Última atualização: 2024-10-30 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.25.620167

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.25.620167.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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