diciembre 3, 2022

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El efecto del color rojo en las ondas cerebrales

Resumen: El color rojo no es particularmente fuerte en términos de la fuerza de las oscilaciones gamma que genera en el cerebro.

fuente: ESI

Los semáforos en rojo obligan a los conductores a detenerse. El rojo produce un efecto de señal y advertencia. Pero, ¿esto también se refleja en el cerebro?

Investigadores del Instituto Ernst Strongman (ESI) de Neurociencia investigaron esta pregunta. Querían ver si el color rojo estimulaba las ondas cerebrales con más fuerza que otros colores.

El estudio, titulado «Human Visual Gamma for Color Stimuli», fue publicado en la revista eLife.

La investigación de Benjamin J. Stoch, Alina Peter, Isabelle Ehrlich, Zora Nolte y el director de ESI, Pascal Fries, se centra en la corteza visual temprana, también conocida como V1. Es el área visual más grande del cerebro y la primera área que recibe información de la retina.

Cuando esta región es estimulada por imágenes fuertes y espacialmente homogéneas, surgen ondas cerebrales (oscilaciones) con una frecuencia específica llamada banda gamma (30-80 Hz). Pero no todas las imágenes generan este efecto en la misma medida.

Difícil determinar el color.

«Recientemente, muchas investigaciones han intentado explorar qué entradas específicas impulsan las ondas gamma», explica Benjamin J. Stauch, el primer autor del estudio. «Una de las entradas visuales parece ser las superficies coloreadas. Especialmente si son rojas. Los investigadores interpretaron que esto significa que el rojo es evolutivamente específico del sistema visual porque las frutas, por ejemplo, a menudo son rojas».

Pero, ¿cómo se puede probar científicamente el efecto del color? ¿O refutarlo? Después de todo, es difícil determinar objetivamente el color y también es difícil comparar los colores entre diferentes estudios.

Cada pantalla de computadora produce un color diferente, por lo que el color rojo en una pantalla es diferente al de la otra. Además, hay una variedad de formas de identificar los colores: en base a una sola pantalla, juicios perceptuales o en función de lo que sus entradas le hacen a la retina humana.

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Los colores activan las células fotorreceptoras

Los humanos perciben el color cuando se activan las células fotorreceptoras, llamadas conos, en la retina. Responden a los estímulos de luz convirtiéndolos en señales eléctricas, que luego se transmiten al cerebro.

Para reconocer los colores, necesitamos varios tipos de conos. Cada especie acepta específicamente un rango específico de longitudes de onda: rojo (conos L), verde (conos M) o azul (conos S). Luego, el cerebro compara la fuerza con la que responden los respectivos conos y obtiene una impresión de color.

Funciona de manera similar para todos los humanos. Por lo tanto, sería posible identificar los colores objetivamente midiendo la fuerza con la que activan diferentes conos retinianos. Los estudios científicos en macacos han demostrado que el sistema visual primitivo de los primates tenía dos ejes cromáticos que dependían de estos conos: el eje LM compara el rojo con el verde, y el eje S—(L + M) es del amarillo con el violeta.

«Creemos que un sistema de coordenadas de color basado en estos dos ejes es correcto para identificar colores cuando los investigadores quieren explorar la fuerza de las oscilaciones gamma. Identifica los colores según la fuerza y ​​la forma en que se activa el sistema visual temprano», dice Benjamin. J. Stauch.

Él y su equipo querían medir una muestra más grande de individuos (N = 30) porque el trabajo anterior sobre las oscilaciones gamma relacionadas con el color se había realizado principalmente con muestras pequeñas de unos pocos primates o participantes humanos, y los espectros de activación del cono pueden variar genéticamente de un individuo a otro. a individuo,

El rojo y el verde tienen el mismo efecto.

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Al hacer esto, Benjamin J. Stauch y su equipo investigaron si el rojo es distintivo y si este color causa oscilaciones gamma más fuertes que el verde de intensidad de color similar (es decir, anisotropía del cono).

Estos colores activan los conos responsables de la visión del color en la retina con la misma fuerza. Entonces causan las mismas fuertes oscilaciones en el cerebro. Crédito: ESI/C.Kerenberger

También exploraron una pregunta secundaria: ¿las oscilaciones gamma inducidas por el color también pueden detectarse mediante magnetoencefalografía (MEG), un método para medir las actividades magnéticas del cerebro?

Llegaron a la conclusión de que el color rojo no es particularmente fuerte en términos de la fuerza de las oscilaciones gamma que provoca. En cambio, el rojo y el verde producen oscilaciones gamma con la misma fuerza en la corteza visual temprana con la misma anisotropía absoluta del cono LM.

Además, las ondas gamma inducidas por el color se pueden medir en MEG humano cuando se procesan cuidadosamente, por lo que la investigación futura podría seguir los principios 3R de los experimentos con animales (reducir, reemplazar, refinar) utilizando humanos en lugar de primates no humanos.

Los colores que activan solo el cono S (azul) generalmente provocan respuestas neuronales débiles solo en la corteza visual temprana. Hasta cierto punto, esto es de esperar, porque el cono S es menos común en las retinas de los primates, evolutivamente más antiguo y más lento.

Los resultados de este estudio dirigido por científicos de ESI contribuyen a comprender cómo la corteza visual humana temprana codifica imágenes y podría algún día usarse para ayudar en el desarrollo de prótesis visuales. Estas prótesis pueden intentar activar la corteza visual para producir efectos de percepción similares a la visión en personas con daño en la retina. Sin embargo, este objetivo sigue siendo esquivo.

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Es necesario comprender más acerca de las respuestas específicas de la corteza visual a la información visual.

Sobre esta investigación en noticias de neurociencia visual

autor: oficina de prensa
fuente: ESI
Contacto: Gabinete de prensa – ESI
imagen: Foto acreditada a ESI / C. Kernberger

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búsqueda original: acceso abierto.
«Gamma visual humana para estímulos de color.Escrito por Benjamin J. Stausch et al. eLife


Resumen

Gamma visual humana para estímulos de color.

Las superficies de color homogéneas pueden inducir fuertes oscilaciones de banda gamma en la corteza visual temprana de los primates (Peter et al., 2019; Shirhatti y Ray, 2018). En comparación con otros polimorfos, se han informado oscilaciones gamma particularmente fuertes para estímulos rojos.

Sin embargo, el procesamiento de color precortical y la potencia resultante de las entradas a V1 a menudo no se controlan por completo. Por lo tanto, las respuestas más fuertes al rojo pueden deberse a diferencias en la fuerza de la entrada V1.

Presentamos estímulos con niveles iguales de luminancia y contraste cónico en el sistema de coordenadas de color basado en las respuestas del núcleo geniculado lateral, la principal fuente de entrada para la región V1. Usando estos estímulos, registramos resonancias magnéticas cerebrales en 30 participantes humanos.

Encontramos oscilaciones gamma en la corteza visual temprana que, en contraste con informes anteriores, no difirieron entre estímulos rojos y verdes de igual contraste de cono LM.

En particular, los estímulos azules con contraste exclusivo en el eje del cono S indujeron respuestas gamma muy débiles, además de dominios relacionados con eventos más pequeños y un rendimiento de detección de cambios más débil.

La fuerza de las respuestas gamma cromáticas humanas a los estímulos ubicados en el eje LM podría explicarse bien por el contraste del cono LM y no mostró un sesgo rojo obvio al igualar adecuadamente el contraste del cono LM.