Dónde se construyen las formas en el cerebro: un reciente hallazgo confirma una teoría de hace 60 años

Un equipo de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) logró resolver uno de los debates más antiguos de la neurociencia: cómo el cerebro transforma la información visual en formas reconocibles.

La investigación, dirigida por el profesor Arthur Konnerth, confirmó que la capacidad de distinguir orientaciones —como líneas horizontales o verticales— se genera en la corteza cerebral, tal como habían propuesto David Hubel y Torsten Wiesel dos neurocientíficos que ganaron el Premio Nobel por sus investigaciones sobre el sistema visual, en la década de 1960.

El hallazgo, publicado en la revista Science, obtenido mediante técnicas de ultra alta resolución y herramientas de manipulación neuronal, valida una de las teorías más influyentes sobre el funcionamiento del sistema visual y redefine el rol de distintas regiones del cerebro en este proceso.

Cómo el cerebro construye lo que vemos

Cada vez que miramos un objeto, la información visual no llega al cerebro ya “interpretada”. Primero pasa por el tálamo, una estructura que actúa como estación de relevo y envía datos básicos hacia la corteza visual.

Allí ocurre lo fundamental: la corteza toma esa información inicial y la transforma en algo comprensible. Es en esa etapa donde el cerebro empieza a diferenciar, por ejemplo, una línea horizontal de una vertical o un borde de otro.

El estudio demuestra que el tálamo aporta señales generales, pero es la corteza la que realiza el procesamiento que permite reconocer formas. En otras palabras, el “sentido” de lo que vemos no está en la información que llega, sino en cómo el cerebro la interpreta.

Desde los años 60, la teoría de Hubel y Wiesel planteaba que la visión se construye de forma progresiva: neuronas de la corteza reaccionan de manera específica a ciertas características, como la orientación de una línea.

Aunque este modelo fue ampliamente aceptado, existía una duda clave: ¿esa selectividad ya venía del tálamo o se generaba recién en la corteza?

Durante décadas, no fue posible responder esta pregunta con precisión, ya que las herramientas disponibles no permitían observar el proceso en detalle.

Una tecnología que permitió ver lo que antes era invisible

El equipo de la TUM logró avanzar sobre este problema gracias a técnicas que permiten observar el cerebro en funcionamiento con un nivel de detalle sin precedentes.

Utilizaron microscopía de dos fotones, una tecnología que permite visualizar conexiones entre neuronas en cerebros vivos. A través de proteínas fluorescentes, pudieron identificar qué conexiones se activaban frente a estímulos visuales concretos, como líneas en distintas direcciones.

Además, aplicaron optogenética, una técnica que permite activar o desactivar neuronas mediante luz. Esto les permitió aislar el origen de las señales: si al “apagar” la corteza desaparecía la respuesta, significaba que esa información se generaba allí.

Los resultados fueron claros. Las señales provenientes del tálamo eran intensas, pero no diferenciaban orientaciones. Esa capacidad aparecía recién en la corteza cerebral.

Esto significa que el cerebro no recibe directamente la información “interpretada”, sino que la construye a partir de datos más simples.

Una forma sencilla de pensarlo es como si el tálamo enviara piezas sueltas y la corteza se encargara de armar el rompecabezas.

El rol del aprendizaje en el cerebro

El estudio también identificó diferencias clave en cómo se adaptan las conexiones neuronales. Las conexiones provenientes del tálamo se mantienen estables, mientras que las que existen dentro de la corteza pueden modificarse con la experiencia.

Este fenómeno, conocido como plasticidad sináptica, es la base del aprendizaje. Es lo que permite que el cerebro se adapte, mejore su capacidad de interpretar estímulos y refine lo que percibe con el tiempo.

Más allá de su relevancia en neurociencia, el hallazgo tiene implicancias en el desarrollo tecnológico. Los principios que describen cómo el cerebro procesa información visual ya inspiran modelos de inteligencia artificial, especialmente en sistemas de reconocimiento de imágenes.

Comprender con mayor precisión cómo funciona este mecanismo permite diseñar algoritmos más eficientes, capaces de aprender y adaptarse de forma similar a los sistemas biológicos.

Los resultados respaldan las ideas de Hubel y Wiesel, que marcaron un antes y un después en el estudio del cerebro. Según destacó Konnerth, el trabajo demuestra cuán acertadas fueron aquellas hipótesis formuladas hace más de medio siglo.

La investigación no solo resuelve una discusión histórica, sino que también abre nuevas líneas de trabajo en el estudio del cerebro y su aplicación en tecnología.

Una base para entender mejor cómo percibimos el mundo

El estudio aporta una idea central: ver no es simplemente recibir información, sino interpretarla. La percepción visual surge de un proceso activo, en el que distintas regiones del cerebro cumplen roles específicos.

A partir de estos hallazgos, la neurociencia cuenta con una base más sólida para explorar cómo se construyen las imágenes en la mente y cómo ese conocimiento puede trasladarse a nuevas herramientas tecnológicas.