Todos somos topólogos (o como vemos la realidad que nos rodea)

Por Francisco R. Villatoro, el 24 enero, 2008. Categoría(s): Cerebro • Matemáticas • Redes de Neuronas

Las teorías de Lin Chen proponen que nuestros cerebros son analizadores topológico-geométricos de la realidad. Nuestro cerebro, primero analiza la topología de la escena y sólo después analiza la información geométrica contenida en ella (“Holes, objects, and the left hemisphere”, Sheng He, PNAS, 2008). Todos somos topólogos. ¡ Quíén lo hubiera dicho !

La teoría de percepción topológica propuesta por Lin Chen (“Topological structure in visual perception”,Science,1982), ha tratado de demostrar que el funcionamiento de nuestro sistema de percepción visual se basa en la percepción de ciertas características topológicas de los objetos (invariantes topológicos) y su posterior “adorno” con información geométrica, contextual y semántica (“The topological approach to perceptual organization”, Visual Cognition, 2005). Uno de los últimos trabajos de Chen (“Global topological dominance in the left hemisphere”, PNAS, 2007) descubre que la percepción topológica del hemisferio izquierdo es mejor que la del derecho (al menos para los diestros estudiados).

dibujo24ene2008cerebro.jpg 

La figura muestra los resultados de aplicar la técnica de imagen de resonancia magnética funcional (f-MRI) en las áreas de la corteza cerebral de sujetos diestros. En el caso A, la discriminación entre un triángulo y una flecha, sólo una región del hemisferio izquierdo es activada en 14 de los 15 sujetos estudiados. En el caso B, estudiaron la discrimináción entre un anillo (circunferencia, agujero) y una letra S (“sin agujeros”), y la imagen muestra que prácticamente la misma zona del hemisferio izquierdo es la que se activa. De las figuras A y B, los autores deducen que la percepción de diferencias topológicas (número de agujeros, relación dentro/fuera) está claramente situada en el hemisferio izquierdo y activan regiones del cerebro específicos antes que las diferencias geométricas como la forma: triangular, circular, o cuadrada, o propiedades geométricas como la orientación, distancia, tamaño, simetría especular, paralelismo o colinelidad.

El gran problema de estos estudios es que no es posible encontrar ejemplos de figuras que difieran sólo en propiedades topológicas (características globales), pero que mantengan la misma geometría (características locales). Por lo que no se puede estudiar la importancia de la topología en la percepción de forma completamente aislada (sin tener en cuenta la información geométrica). El grupo de Chen trata de buscar señales en las imágenes f-MRI que se mantengan para diferentes geometrías pero que comporten una característica topológica común.

El descubrimiento de que el hemisferio izquierdo “es más topólogo” que el derecho (que “es más geométra”, aunque también “un poco topólogo”) no es una sorpresa, ya que muchos estudios en los últimos años han mostrado que para ciertas tareas un hemisferio se comporta mejor que para otras. Estos resultados del  grupo de Chen son un arma de doble filo, ya que si ellos pretenden demostrar que la percepción de propiedades topológicas es el principio fundamental de la percepción, el hecho de que preferentemente lo haga sólo el hemisferio izquierdo indica que hay más de un principio fundamental, ya que la percepción visual no está completamente lateralizada en el cerebro. Sin embargo, sus trabajos sólo indican que hay cierta preferencia por la percepción topológica en el hemisferio izquierdo no que sea exclusiva de éste.

En resumen, yo ya lo sabía, “todos llevamos un topológo en nuestro interior” (aunque sólo algunos lo muestran explícitamente).



0 Comentarios

  1. me encanto su investigacion creo que es muy importante.darnos cuenta del gran motor con direccion que nos hace funcionar a diario
    y no saber cuanto mas puede haber dentro de mi cerebro,cosas ocultas y soluciones estan toas alli ¿ pero como dominar ese ordenador?
    me encanto mariane
    chile

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