Entrades amb l'etiqueta ‘visió’

L’ull i la mirada

dissabte, 15/07/2017

L’ull és una caixa de sorpreses, que tot just ara estem començant a entendre. De fet, de mica en mica anem descobrint que el nostre sistema visual és una de les grans meravelles biològiques que ens ha regalat l’evolució, després d’anar-lo perfeccionant durant milions i milions d’anys.

Dins dels col·loquis sobre fotografia que va organitzar l’Acadèmia de Ciències francesa, n’hi ha un que em va cridar especialment l’atenció. Es tracta de la conferència que va impartir en Jose Alain Sahel, i que podeu veure (i us podeu descarregar) d’aquesta web.

La retina és plena de fotoreceptors, cèl·lules que capten les imatges que veiem. Els bastons, uns cent milions a cada ull, només són sensibles a la claror o foscor, mentre que els cons (uns 6 milions) són de tres tipus. Poden distingir els tons de vermell, verd i blau, i es concentren a la zona foveal. Els bastons ens donen únicament una visió perifèrica en blanc i negre, més aviat poc detallada, mentre que els detalls els captem a la fòvea. Quan ens volem fixar en alguna cosa, girem l’ull, hi dirigim la vista, fem que es projecti a la fòvea, i ja ho podem veure en color i amb tot detall. Ara bé, no tot són cons, bastons i fòvea. En Jose Alain Sahel parla dels nous descobriments pel que fa al substrat retinal, que conté mes de 100 milions de neurones, i la seva funcionalitat. Aquest substrat s’estructura en una vintena de capes formades per mosaics de circuits neuronals, i serveix per processar les imatges que veiem abans d’enviar-les al cervell. El substrat retinal prepara i “digereix” les imatges, creant fins a 20 tipus d’informació d’alt nivell que faciliten la feina al sistema perceptiu cerebral. En Jose-A. Sahel ens explica que tot això s’ha descobert en paral·lel a la invenció dels implants retinals, sistemes que, al principi, eren petites plaques de sensors com els de les càmeres digitals de fotos que s’implantaven a la zona foveal. Es va veure, però, que si es connectava directament el senyal dels sensors dels píxels de l’implant al nervi òptic, els pacients no veien res, perquè el sistema no tenia en compte el processat d’imatges que fa el substrat retinal. Ara, en canvi, els nous implants inclouen una certa optimització numèrica de la informació visual, i la restauració visual s’aconsegueix estimulant elèctricament el circuit retinal residual de manera que s’aprofita el tractament retinal de la informació que encara és actiu. La idea és captar imatges com ara es fa a les càmeres digitals, processar-les parcialment, estimular elèctricament el circuit retinal, i deixar que aquest acabi de fer la resta del processat. Aquí teniu un article que en parla. S’ha vist que els pacients, al principi, tenen percepcions no interpretables; però al cap d’uns mesos, i gràcies a la plasticitat cerebral, obtenen una bona recuperació funcional i poden percebre les formes.

La relació entre l’ull i el cervell és complexa. Fins fa pocs anys es creia que la retina captava imatges, el nervi òptic les enviava al cervell, i aquest les processava per crear la pel·lícula del que estem veient. Ara ens estem adonant que això no és cert, perquè aquesta seria una solució molt ineficient i amb excessiva despesa energètica. Les imatges del món real que pensem que veiem no són les que capta la retina: només són al cervell. El que el nervi òptic envia al cervell és informació visual ja processada i molt “digerida”. I, a més, si no hi ha res de nou, el cervell no rep cap senyal, perquè el temps és la informació clau. És con si el cervell pintés un quadre. Si al nostre entorn tot és quiet, el cervell aprofita el quadre que ja havia pintat instants abans. Quan alguna cosa es mou, ens hi fixem, l’ull ho mira, el nervi òptic envia la informació que ha canviat, i el cervell retoca només aquells petits trossets del quadre que pensa que cal modificar. A diferència de les càmeres digitals de fotos i vídeo, el nostre sistema de percepció visual és sobretot memòria, amb petits retocs constants. I, en tot això, un dels aspectes claus és el de “ens hi fixem”. Els ulls exploren l’entorn amb successives fixacions, en funció de mecanismes d’atenció i del que anem veient a la fòvea. Els moviments microsacàdics i els mecanismes de fixació fan que ens aturem en certs detalls i que en canvi no donem importància a altres coses que passen. Creiem que ho veiem tot ben detallat però no és cert: només veiem bé allò que el nostre ull i el nostre cervell han decidit en algun moment que es projectés a la zona foveal de la retina (que és on dirigim allò que volem mirar bé; la resta de la retina, en canvi, ens aporta visió perifèrica i ens avisa del que pot requerir la nostra atenció perquè canvia bruscament). Anem saltant d’un punt a l’altre, agafant detalls d’aquí i d’allà, i així, amb quatre pinzellades, ens fem una idea del món.

Com bé ens explicava Henry David Thoreau, hi ha coses que passen per davant nostre i que no veiem, perquè és cert que es troben en el nostre raig visual, però no en el nostre “raig intel·lectual”. Coneixeu el vídeo de les jugadores de bàsquet? És aquest. Si teniu un moment, mireu-lo, compteu quantes vegades es passen la pilota les jugadores blanques, i sorpreneu-vos. Perquè, com diu en Thoreau, només veiem el món que volem veure. O, en altres paraules, tenim una mirada que ens regala justament allò que ens interessa i ens amaga la resta. I anem tant cofois, pensant que tenim un coneixement objectiu del món…

La imatge de dalt l’he baixada d’aquesta pàgina web.

Per cert, en Henry David Thoreau també es preguntava si hi podia haver un miracle més gran que el poder de mirar, encara que només fos un instant, a través dels ulls dels altres. Perquè, deia, qui pot dir què és allò que la vida ofereix als altres?

La visió i la percepció dels objectes

dimecres, 31/07/2013

Prakash.jpg Prakash, en sànscrit, vol dir llum. Prakash és també el nom d’un projecte de recerca, liderat pel professor de visió i neurociència computacional del MIT Pawan Sinha, que fa poques setmanes ha estat noticia a la revista Scientific American. Aquí podeu llegir la ressenya que en fa el propi MIT.

El projecte Prakash és un ambiciós treball conjunt entre investigadors de Boston i de Nova Delhi amb dos objectius simultanis. Vol contribuir a tornar la visió a molts nens i joves de la Índia que tenen ceguera congènita, i vol estudiar els mecanismes cognitius relacionats amb la visió. En aquest vídeo, en Pawan Sinha ens presenta el projecte.

Cóm aprèn el cervell a distingir els objectes a partir de la informació visual que li arriba? És un procés lent i gens trivial. El projecte Prakash ha contribuït a entendre aquests mecanismes perceptius a partir de l’examen periòdic dels nens en tractament. Els nens amb ceguera congènita, un cop operats, no poden entendre l’entorn que veuen. La imatge de dalt mostra el que un d’aquests nens ha pintat quan li han demanat que ressegueixi els objectes que veu. El nen veu tres entitats, i ressegueix per separat la part il·luminada de la pilota, la seva part no il·luminada i l’ombra que es projecta sobre el terra. I ho fa això perquè no veu una pilota. Veu una taca vermella i dues taques fosques.

Però al cap d’un temps, és com si alguna cosa es connectés dins el nostre cervell. La gent operada només veu taques de colors. Fins que un dia, de cop, hi veu bé i entén el seu entorn. Pawan Sinha parla del cas de SK, de 29 anys. Era pràcticament cec. En l’exploració prèvia van descobrir que els seus ulls no tenien cristal·lí. El remei va ser tant senzill com fer-li unes ulleres adequades per a compensar la manca de lents naturals. Però ell es queixava que no hi veia, que només veia taques de colors. Semblava que era un cas perdut, no millorava. De sobte, al cap d’un any i mig, SK va manifestar que finalment hi veia millor. SK era feliç. Els seus ulls hi veien des que portava ulleres, però el seu cervell va tardar un any i mig en veure i percebre el món.

La clau de tot plegat, explica Pawan Sinha, és el moviment. Entenem i aprenem tot veient que els objectes es mouen. El moviment fa de professor i entrena els mecanismes perceptius. Si tot fos estàtic, no entendriem mai el nostre entorn. Veuríem un decorat. El nadó percep les cares perquè es mouen, s’acosten, canvien d’expressió, riuen, parlen. El cervell integra les imatges de les sequències dels moviments i crea les percepcions d’entitats individuals i integres. Podem entendre que l’ombra sobre el terra no és part de la pilota perquè quan la pilota es mou, l’ombra es desenganxa. El cervell es basa en el principi de que només les coses que es mouen juntes formen part del mateix objecte, tot incorporant també d’altres sensacions perceptives com poden ser els sons i el tacte. Ho hem après des de molt petits i ho trobem evident. Però ens adonem que tot plegat no és tan evident quan observem el que li passa a un nen que acaba de recuperar la vista.

Les dades a la Índia són esgarrifoses. La Índia té uns 400.000 nens cecs. Més del 90% d’aquests nens no rep cap educació, i el 60% d’ells mor al cap d’un any o menys, segons dades de l’Organització Mundial per a la Salut. Ningú els cuida, i ells no es poden espavilar. Cal tenir en compte que, segons Pawan Sinha, el 70% de la població viu en zones rurals, lluny dels sistemes assistencials. Fins ara, els oftalmòlegs del projecte Prakash han visitat uns 40.000 nens i joves (d’edats entre sis i vint anys) amb problemes visuals. S’han fet unes 450 operacions quirúrgiques mentre que en 1.400 altres casos els pacients han requerit tractament òptic o farmacològic. Tots els casos amb tractament quirúrgic segueixen després un estricte protocol d’estudi amb tests i exàmens periòdics. Una de les conclusions és que el temps necessari per deixar de veure taques i percebre els objectes depèn moltíssim de l’edat. El nen YS, de vuit anys i amb cataractes congènites als dos ulls, va tardar només una setmana en percebre i entendre correctament els objectes mentre SK va tardar un any i mig, com ja hem vist. A més, tant l’agudesa visual com la capacitat de percebre el contrast acaben assolint valors molt més elevats en els nens que en els joves. És molt convenient actuar el més aviat possible i si és possible, abans dels deu anys.