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Curso de Neurociencia cognitiva

III: PercepciónJ. L. Díaz

www.joseluisdiaz.org

Postgrado Filosofía de la Ciencia, IIF, UNAM

martes 1 de marzo de 2011

• Percepción: definiciones y teorías generales• Percepción visual: neurociencia• Percepción visual: cognición• Percepción visual: movimiento• Percepción sonora y musical• Percepción dolorosa• Percepción háptica de movimiento y propioceptiva• Percepción del tiempo• Patología de la percepción: alucinación


Antecedente filosófico-fisiológico: Berkeley

• George Berkeley (1685-1753) Obispo de Cloyne.

• “Esse est percipi.” Ser es ser percibido.

• Los objetos se perciben muy distintos en diferentes perspectivas, son fundamentalmente “ideas” en la mente.

• La realidad está en la mente.• ¿La neurociencia afirmaría que la

realidad esta fabricada en el cerebro?

• ¿Se puede refutar esto?


Antecedente filosófico-fisiológico: Merleau-Ponty

• Maurice Merleau-Ponty (1908-1968).

• Fenomenología de la percepción (1945).

• Dimensión activa de la percepción.

• La corporalidad como dimensión básica de la mente perceptual.

• Los objetos se comprenden en referencia a un sujeto corporal que interviene en el mundo.


Percepción: definiciones

Detección de la información sensorial que especifica propiedades de objetos, eventos o procesos y determina una experiencia resultante que permite reconocerlos.


Sensación y percepción

• La percepción es más que el registro consciente e intuitivo de sensaciones, pues no se explica sólo por la naturaleza del estímulo.

• Argumento de la pobreza del estímulo (Reseña de Chomsky a Verbal Behavior de Skinner, 1959) .

• En la percepción, la sensación se transforma en conocimiento, en significado.

• En el percepto hay contenido y representación.


Reconocimiento y percepto

• La información sensorial no requiere reconocimiento, se puede detectar algo sin reconocerlo.

• El acto epistémico varía y define la percepción.

• El percepto como experiencia perceptual está enriquecido cognitivamente: ilusión cognitiva.


Procesos cognoscitivos implicados en el percepto

• Memoria (permite el re-conocimiento)

• Conceptos (permiten asignar categorías

semánticas)

• Creencias (permiten actitudes y disposiciones)

• Afectos (permiten la valoración de la

información)


La percepción como hipótesis

• Hermann von Helmholtz (1821-1894): percepto como conclusión de inferencias inconscientes, al igual que el significado.

• Más que aceptación pasiva de estímulo, proyección de conocimiento organizado.


Teorías cognitivas de la percepción

• Teoría constructivista

• Teoría ecológica de James Gibson

• Teoría computacional de David Marr.


Teoría constructivista

Más que descubrir el mundo, la percepción construye el mundo.

Antecedente: Kant.Exponentes: Brunner, Maturana/

Varela, Gregory.Teoría top-down: percepción

cognitivamente penetrable.Conocimiento y experiencia previa

relevantes e indispensables.Búsqueda dinámica y activa de datos

y sentido.Selección de aspectos relevantes de

la imagen, contextualización, inferencia, interpretación.


Teoría ecológica de James Gibson

Acto perceptivo inmediato El ojo despacha información al cerebro

mediante un muestreo activo del ambiente en busca de invariantes estructurales a partir de los cuales se construye el percepto.

Cualidad de objeto que permite una acción: posibilidades de acción.

Affordance: posibilidadSistrema perceptivo-motor.


Teoría computacional de David MarrTres niveles de comprensión:(1) computacional, objetivo final(2) representación-algoritmo, proceso (3) implementación mecánica (hardware) proceso

neurológico.La visión entendida como una tarea de procesamiento

de información que convierte una representación numérica en una simbólica orientada a formas.


Teoría proyectiva de Velmans


La percepción visual: representación neurofisiológica

• Detección de características (Hubel y Wiesel, 1962)


Columnas retinotópicas

•Columnas sensibles a la orientación en la corteza visual del gato

•Relación con oxigenación (Mayhew, 2003)

•http://psyc254.uconn.edu/Lecture09/Mayhew2003.pdf


http://psyc254.uconn.edu/Lecture09/Mayhew2003.pdf






Módulos visuales de la corteza cerebral

•Kaas et. al http://psyc254.uconn.edu/lecture09


http://psyc254.uconn.edu/lecture09/

http://psyc254.uconn.edu/lecture09/

Módulos y jerarquías de la visión


La percepción visual: sistema ventral y dorsal

• Milner y Goodale, 1995• Sistema ventral (qué, ver) y dorsal (dónde, mirar)


Modelo anatomo-funcional del sistema visual

ww2.coastal.edu/kingw/psyc450/visualpaths.html


http://ww2.coastal.edu/kingw/psyc450/visualpaths.html

http://ww2.coastal.edu/kingw/psyc450/visualpaths.html

Modelo funcional de percepción visual

http://mind.kaist.ac.kr/3_re/BrainScience/ImageUnderstandingFramework.gif


La “visión” del tacto Braile

• En las personas ciegas que leen el Braile se activan las regiones visuales primarias del cerebro.

• ¿Tienen experiencias visuales los ciegos al leer Braile?

• Sadato, Pascual-Leone y col.


Sustitución sensorial

• La técnica de Paul Bach y Rita: tocar para ver

• ¿Estos ciegos ven?


La agnosia visual: creer para ver

• Incapacidad para interpretar la escena visual sin que exista ceguera.

• Incapacidad para identificar objetos.

• Incapacidad para dibujar o copiar objetos.

• Acromatospia• Prosopagnosia

• Creer para ver


¿Veía Galileo al sol ponerse?

•Juan González (UAEM) SPCF 2009


A primera vista

• En casos de catarata congénita la extracción de la catarata restaura la visión, pero los sujetos no pueden interpretar lo que ven.


La Gestalt• Los atributos de las partes

quedan definidos en base a su relación con el todo.

• Fenómeno phi• Figura y fondo definidos por la

atención.• Leyes perceptuales: continuidad,

proximidad: semejanza cierre.


La percepción de la escena visual: operaciones cognitivas

• Ver (seeing): actividad perceptiva.

• Mirar (looking): actividad visuo-motora.

• Percibir: representar una escena.

• Reconocer: identificar formas y pautas.

• Detectar qué: descubrir la presencia de un ítem en la escena.

• Detectar dónde: descubrir la localización de un ítem.

• Discriminar: diferenciar o distinguir elementos en la escena.

• Comprender: relacionar los ítems e integrarlos a la cognición.


Elementos visuales de la escena y su comunicación

• Tamaño• Formato• Forma• Color: Matiz o Tono (longitud de

onda), Saturación (Cantidad de color), Luminosidad o brillo (Intensidad).

• Iluminación: sombreado, énfasis, difusión.

• Textura: arreglo de superficie, tacto: rugosidad, suavidad, aspereza, tramado, rayado, punteado.

• Fondo y figura:• Sintaxis o Composición: contrastes,

simetría, equilibrio, peso

http://html.rincondelvago.com/artes-visuales_1.html


Detección y prominencia (Saliency)

• Propiedad de un estímulo de sobresalir entre los demás y hacerse conspicuo al capturar la atención.

• La atención humana es atraída y se dirige hacia características minoritarias de la información.

• La novedad induce sorpresa.

• Mientras más se conoce una imagen, más se utiliza el control endógeno top-down.


Percepción de cosas• Spelke, E. S. (1990). Principles of object

perception. Cognitive Science, 14, 29-56.

• Percepción de objetos como cuerpos unitarios, delimitados y persistentes.

• Los objetos se perciben como tal en escenas de múltiples ítems, en lugares parcialmente ocultos y se toman como persistentes cuando se ocultan a la vista.

• La percepción resulta de un análisis centrado en el agente de representaciones de superficie.

• El análisis surge de un conjunto de principios espaciotemporales que gobiernan el movimiento.

•farm2.static.flickr.com/1136/1386873848_592fb... martes 1 de marzo de 2011

Fondo y figura

• Gestalt: Objeto ocurre en referencia a un fondo

• McLuhan.


Percepción de la forma

• Los micro-movimientos del ojo siguen el contorno del objeto.

• Permiten formación de la imagen de la forma del objeto en la retina.

• La fóvea permite distinguir figura/fondo

Dra. en C. Lilia Roselia Prado León


mailto:[email protected]

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¿Qué es una forma?

Arreglo espacial de elementos (estructura, conformación). y contornos (figura, configuración), identificado y reconocido por un sistema perceptivo.


Pauta: forma en movimiento

• Muybridge: fotos secuenciales a lapso corto con cámaras en serie


Inferencia top-down

• ¿Cóncavo o convexo? Depende de la dirección supuesta de la luz.• Figura de Enrico Castellani


Percepción del tamaño

• Acomodación y convergencia. Mecanismos de adaptación del ojo a la distancia.

• Tamaño de la imagen del objeto en la retina según distancia y contexto: el objeto de mayor tamaño relativo parece más próximo.

• Paralaje en movimiento: Los objetos más cercanos pasan en el campo de visión más rápidamente que los lejanos.


Percepción en tercera dimensión

• Las pistas de los objetos se obtienen por la visión monocular y binocular.

• Monocular: Perspectiva.

convergencia líneas paralelas en perspectiva lineal, hasta el "punto de fuga” a una distancia infinita.

• Binocular: pupilas a 65 mm, imagen diferente en cada retina, mayor en objetos cercanos, imperceptible a 200m.


Visión binocular

• Recepción de la imágen en cada ojo y comparación de ambas a nivel de la corteza cerebral.

• Se utilizan sus diferencias como un indicador de la posición relativa de los objetos en el espacio.

• En la visión binocular el cerebro fusiona las imágenes de cada ojo en una sola dotada de profundidad.


Rivalidad binocular• Cuando imágenes distintas se

presentan a cada ojo, la visión se alterna.

• Ejemplo de modulación top-down.

• Relevancia a la conciencia visual


El punto de vista subjetivo• Punto de convergencia (opuesto al punto de fuga) situado en el

observador.• No hay un punto de convergencia cónico, sino un punto de

observación en la representación visual.• La experiencia visual proyecta una geometría dirigida hacia un punto

de observación aparente. • La metáfora de punto de vista se extiende a la conciencia y a la

creencia.


La cámara subjetiva

• Secuencia en Dark Passage (Delmer Davis, 1947 )


La percepción visual engañosa: la ilusión óptica


Movimiento y percepción visual

• Movimientos oculares• Mov de cabeza• Postura y ajuste corporal


Movimientos oculares

Los movimientos del ojo están integrados al sistema visual sensitivo-motor


Movimientos oculares y atención visual

La atención entendida como el barrido, escrutinio y detección de información en el campo de una representación mental puede comprenderse en analogía con el desplazamiento de movimientos oculares hacia (en?) un campo visual.

La fijación ocular se interpreta como el mapa de prominencias en el estímulo.

kybele.psych.cornell.edu/.../pp-week11.html


http://kybele.psych.cornell.edu/~edelman/Psych-465/pp-week11.html




Atención y escrutinio ocularRegistros (3 min) de

movimientos oculares en la misma persona

1) Primera libre2) Estimar clase de familia3) Estimar edades4) Estimar actividades previas5) Recordar vestimentas6) Recordar posiciones7) Estimar cuánto tiempo el

visitante ha estado ausente

Yarbus, 1967


Mapa “térmico” según ruta de fijación ocular

•Déjeuner sur l'herbe, Manet

•Leçon d'anatomie, Rembrndt

•De izq a der: imagen original, mapa de “zonas calientes” y fijaciones oculares (primeras 20). Olivier Le Meur, Beaulieu, Fr.


Estabilidad perceptual

• Helmholtz: ¿Porqué vemos estable la escena a pesar del movimiento ocular y la consecuente movilidad de la recepción en la retina?

• Descarga corolaria (Pribram).• Toda acción autoproducida .• Automonitorización.• Reaferencia.• Sentido de propiedad y

fundamento de autoconciencia (Edelman).


¡Ver es una acción!... Observe


Arte y percepción visuales

E. H. GombrichR. Arnheim• Contorno• Forma• Crecimiento• Espacio• Luz • Color • Movimiento• Dinámica

Art and visual abstraction (Richard Jung)


Neuroestética

Estadios de procesamiento visual al mirar “La virgen en el prado” de Rafael según Robert Solso.


¡Descanso, por favor!


Percepción sonora y psicoacústica

Elementos formantes: Tono, intensidad, timbre.


¿Qué es la música?• Físicos

– Vibración de la fuente sonora– Propagación del sonido

• Neurofisiológicos – potenciales cocleares– Relevos vía auditiva– recepción cortical– Representación cerebral

• Mentales– Sensación, Percepción– Emoción musical– Memoria y atención– Estados de conciencia

• Conductuales– Ejecución– Digitación

• Simbólicos– Notación


Elementos de la música

Elementos intrínsecos

Melodía: secuencia de notas. Frases, motivos, expectación melódica.

Armonía: combinación de notas. Acordes, triada tonal, clave, modos mayor y menor.

Ritmo: regularidad, repetición, proporción. Pulso, tempo, métrica.

Timbre: cualidad sonora. Cantidad e intensidad de armónicos


http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Circle_of_fifths.svg


































Las ciencias cognitivas y la música


Aspectos de la percepción musical


La percepción musical como un fenómeno activo y situado

• El sistema auditivo ajusta su procesamiento para responder al contexto acústico y a las demandas del estímulo.

• La percepción musical involucra predicción.

• La necesidad de realizar predicciones más acertadas involucra el desarrollo de representaciones y estructuras cognitivas musicales.

• La representación musical sólo se puede entender en referencia al contexto ambiental del estímulo.


La música como lenguaje

• Teorías del origen de la música.

• Evolutivas (Canto y voz animal, cortejo, selección sexual).

• Simbólico cultural (Langer).

• “Lenguaje universal” (Similitudes y diferencias con lenguaje simbólico).

• El problema del significado y la representación.

• La música y los hemisferios cerebrales


La gramática musical

• En 1983, el compositor y teórico musical Fred Lerdhal y el filósofo del lenguaje Ray Jackendoff, estudiante de Noam Chomsky, conformaron la gramática estructural de la música (gramática-M) la cual siguiendo reglas inconscientes permite la comprensión consciente de la música.


El dolor percibido

La molestia punzante que siento en algún lugar del cuerpo es una sensación, una cualidad cruda de dolor

• la identificación de una aguja

como su causa,• el dedo índice como el sitio

preciso del daño, • el pinchazo como el tipo de

herida,• el alcance circunscrito de la

lesión,

Constituyen, en su conjunto, una percepción multi-modal y compleja.


La percepción dolorosaLa cualidad aversiva y afectiva de la sensación da lugar a una

representación elaborada del estímulo lacerante que incluye la parte del cuerpo lastimada y el carácter de la lesión.


Representación central del dolor: • La corteza somato-sensorial

(Localidad)

• Corteza parieto-insular y núcleo VM del tálamo (Interocepción)

• Corteza frontal media (Evaluación conceptual)

• Cíngulo (Evaluación afectiva)

• Cerebelo (Control de comportamiento fino)

• Amígdala (Sensación aversiva)

• Cuerpo estriado (Memoria sensorio-motriz?)


El conocimiento propio de la percepción dolorosa

• El contenido normal de la representación dolorosa es una lesión corporal sujeta a diversos grados de conocimiento sobre el daño.


Componentes de la percepción dolorosa

• .

El dolor en un individuo íntegro, habitual y funcional es un estado necesariamente subjetivo que asociamos, así sea equivocadamente, a lesión corporal y que tiene normalmente seis componentes:

1) Sensitivo

2) Afectivo

3) Cognitivo

4) Volitivo

5) Conducta

6) Cultural


Componente sensitivo

• La sensación dolorosa propiamente dicha es el “foco primario”

• Según las características del estímulo y la respuesta fisiológica determina diversas intensidades, cualidades y modalidades de dolor.

• Modulado top-down por sistema descendente


Componente afectivo

• La intensa emoción de desagrado, aversión, sufrimiento y congoja que se asocia a la sensación dolorosa.

• Centros de placer y displacer del cerebro


Componente cognitivo

• Mediante la atención, la memoria y el juicio se discriminan:

• la naturaleza del estímulo, • la localización y extensión

de la lesión • la evaluación del daño

• Zonas cognitivas del cerebro

Simon Letch


Componente volitivo

• Proyecta y dispone las acciones necesarias para encarar y remediar el dolor o el problema que le da origen

• Zonas frontales del cerebro


Componente de conducta• Se manifiesta en gestos,

lamentos, gritos, actitudes, movimientos, locuciones y otros actos.

• Están sujetos a diversos

grados de conciencia y decisión.

• Acciones tendientes a

comunicar, contender y resolver el dolor.

• Zonas motoras del cerebro.


Componente cultural

• Modula la experiencia dolorosa mediante la ideología, las normas, valores, expectativas, adiestramientos y circunstancias en las que está y ha estado inmerso el individuo.

• Zonas sociales del cerebro.

• El dolor ajeno.


¿Dónde está el dolor?

• El individuo que padece dolor lo refiere con certeza al sitio de la lesión.

• La neurociencia actual lo refiere al cerebro.

• Algunos filósofos (Ned Block, 1983) complican la cuestión:

El dolor está en la punta de mi dedo La punta de mi dedo está en mi boca Por lo tanto, el dolor está en mi boca

James Gillray


Sobre la localidad del dolor• Las experiencias de dolor se encuentran en el cerebro, pero

refieren y localizan un daño situado en la punta del dedo, independientemente de donde se encuentre el dedo.

• La incongruencia entre la experiencia fenomenológica y la evidencia científica es general para toda sensación y toda percepción.

• El dolor es representación de una lesión corporal de la misma manera que el mundo visible es una representación del espacio ante los ojos.

• Mediante la representación la conciencia se atasca en su objeto; la

percepción dolorosa rebota del cerebro (donde surge) de regreso al sitio de la lesión (donde procede).


La percepción háptica o táctil• Superficies y texturas• Braille; corteza visual

involucrada• Comunicación no verbal

– Agradable, cercanía (cosquillas, beso, abrazo, masaje)

– Desagradable (golpe, abuso)

– El juego


Categorías hápticas

• Heslin (1974) delineó cinco :

1. Funcional/profesional2. Social/cortés3. Amistoso/Cálido4. Amor/intimidad5. Sexual/Estimulación

• Intenso significado cultural

• Pocos estudios neurociencia cognitiva


Percepción del tiempo• Sensación de duración como base• Tiempo subjetivo inverso a la edad• Contracciones y elongaciones• Cálculo de tiempo en animales y personas• No existen receptores particulares• No es una sensación orgánica• Debe existir un mecanismo endógeno• Candidatos neurocognitivos• Candidatos de reloj y marcapaso


La percepeción del movimiento


La percepción del gusto/sabor • El concepto y la integración del

perfume• El catador de vinos


Concepto de alucinación

• La definición psiquiátrica tradicional de “percepción sin objeto” (desde Esquirol 1772-1840) es problemática por implicar una ontología dualista o idealista.

• La definición de Hénry Ey (1900-1977) de “percepción sin objeto que ser percibido” (Traité des hallucinations, Paris, Masson, 1973) es más aceptable al sugerir que el percepto alucinatorio ocurre sin un estímulo al receptor sensorial retineal.

• Aún incierto.


http://www.psikeba.com.ar/recursos/imagenes/esquirol.jpg

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Alucinaciones

• Alucinaciones visuales, auditivas, gustativas, olfativas, dolorosas, táctiles.

• Alucinaciones hipnagógicas y el sueño.

• Condiciones alucinatorias. Fiebre, fármacos, SOC, psicosis.


Alteraciones visuales por drogas

• Desautomatización

• Intensificación

• Ilusiones,

• Imágenes, alucinaciones geométricas,

• sustantivas,

• sustitución de campo.


El problema de la “realidad externa”

• Es difícil discernir entre estimulación intensa de la imaginación y la alucinación.

• Criterio de demarcación: el sujeto afirma que el contenido de la visión está “afuera.”

• El sujeto puede afirmar que la visión exterior es falsa o verdadera según criterios culturales: se trata de un juicio sugestivo.

• Algunos autores hablan de pseudo-alucinaciones cuando el sujeto se da cuenta que su percepción es “irreal”.


La paradoja de la percepción alucinante

• Si la experiencia perceptual es fenomenológicamente la misma durante la percepción de un objeto externo y durante la alucinación, no se sostiene una teoría realista y externalista de la percepción.

• Disyuntivismo: Una percepción y una alucinación pueden parecer idénticas a un sujeto, pero eso no quiere decir que sean fundamentalmente idénticas.

• www.gla.ac.uk/.../hallucinationoncrete/


http://www.gla.ac.uk/departments/philosophy/cspe/presentfutureevents/hallucinationoncrete/

http://www.gla.ac.uk/departments/philosophy/cspe/presentfutureevents/hallucinationoncrete/

Alucinación auditiva y actividad cerebral

Axial, sagittal, and coronal MR slices through the brains of three patients with chronic schizophrenia. b) shows brain activity in the auditory cortex during acoustic stimulation (colour-coded correlation maps). a) shows that the same areas (but restricted to one hemisphere) are active during auditory hallucinations (in the absence of external auditory stimuli).

Linden et al. (1999). Copyright: Elsevier Science.


La alucinación tiene como objeto “real” una representación

• La alucinación tiene como objeto una representación psiconeural que es verídica en referencia a la experiencia fenomenológica y su contraparte neurológica; no en referencia a un estímulo visual ausente.

• La representación visual como elemento fundamental de la percepción y la alucinación fue destacado por Eugene Bleuler (1857-1940) en 1922:

• Las alucinaciones son “representaciones a las cuales el sujeto atribuye un valor perceptivo” (citado por Lanteri-Laura, p 110).


Definición de alucinaciones visuales en base a la fenomenología de la

experiencia psicodélica

• Representaciones visuales sin estímulo a la retina a las cuales el sujeto atribuye una cualidad perceptiva y una interpretación diversa de realidad.

• Representación visual: experiencia perceptual lumínica, cromática y figurativa, con una contraparte neurológica y un fundamento fisiológico sensitivo-motor.

• Cualidad perceptiva: el sujeto siente y atribuye cualidades fenomenológicas visuales a la experiencia.

• Interpretación diversa: el sujeto puede juzgar los contenidos de su experiencia como existentes, inexistentes o dudosos; una capacidad cognitiva de la autoconciencia.


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