Neurociencias concluye que decidimos dónde miramos desde hace 500 millones de años

El cerebro humano no necesita su corteza para interpretar el mundo visual. Así lo demuestra un estudio del Instituto de Neurociencias (IN CSIC-UMH), con sede en Sant Joan d'Alacant, que revela que los mecanismos básicos de la atención visual surgieron hace más de 500 millones de años. La investigación, publicada en la revista PLOS Biology, confirma que el colículo superior, una estructura ancestral del cerebro, realiza cálculos visuales que hasta ahora se creían exclusivos de la corteza cerebral.

“Durante décadas se pensaba que estos cálculos eran exclusivos de la corteza visual, pero hemos demostrado que el colículo superior, una estructura mucho más antigua en términos evolutivos, también los realiza de forma autónoma”, explica Andreas Kardamakis, líder del laboratorio Circuitos Neuronales en la Visión y la Acción del IN y profesor de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH). “Esto significa que la capacidad de analizar lo que vemos y decidir qué merece nuestra atención no es una invención reciente del cerebro humano, sino un mecanismo que apareció hace más de medio billón de años”, añade el investigador.

El cerebro primitivo que filtra el mundo

El colículo superior actúa como un radar biológico que selecciona los estímulos más importantes del entorno incluso antes de que la información llegue a la corteza. Este estudio combina optogenética dirigida, electrofisiología, mapeo de circuitos y modelos computacionales para demostrar cómo los circuitos más antiguos del cerebro ya filtraban y priorizaban la información visual.

Al activar fibras retinianas concretas mediante luz y registrar las respuestas en secciones cerebrales de ratón, el equipo observó que el colículo puede suprimir el estímulo central cuando se activa la zona circundante, una reacción conocida como interacción centro-periferia, esencial para detectar bordes y contrastes.

“Hemos visto que el colículo superior no solo transmite información visual, sino que la procesa y la filtra activamente, reduciendo la respuesta a estímulos uniformes y potenciando los contrastes”, señala Kuisong Song, coprimer autor del artículo. “Esto demuestra que la capacidad de seleccionar o priorizar información visual está integrada en los circuitos subcorticales más antiguos del cerebro”, explica.

Implicaciones evolutivas y cognitivas

Estos resultados cuestionan la idea clásica de que las operaciones visuales complejas son exclusivas de la corteza cerebral. Por el contrario, apuntan a una organización jerárquica más distribuida, donde las estructuras primitivas realizan cálculos fundamentales para la supervivencia: localizar un depredador, seguir una presa o evitar un obstáculo.

“Comprender cómo estas estructuras ancestrales contribuyen a la atención visual nos ayuda también a entender qué ocurre cuando estos mecanismos fallan”, subraya Kardamakis. “Trastornos como el déficit de atención, la hipersensibilidad sensorial o algunas formas de lesión cerebral traumática podrían tener su origen, al menos en parte, en un desequilibrio entre la comunicación cortical y estos circuitos fundamentales”, comenta.

El equipo del IN-CSIC/UMH trabaja ahora en modelos in vivo para estudiar cómo el colículo modula la atención visual y controla las distracciones durante comportamientos dirigidos a un objetivo. Esta línea de investigación es clave para comprender cómo los distractores visuales se transforman en respuestas conductuales, especialmente en una era saturada de estímulos digitales.

Una colaboración internacional con sello ilicitano

El estudio, con participación de la investigadora Teresa Femenía, forma parte de una colaboración internacional con el Instituto Karolinska y el KTH Royal Institute of Technology (Suecia), además del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos.

En paralelo, Kardamakis y Giovanni Usseglio han publicado un capítulo en la serie Evolution of Nervous Systems (Elsevier), donde amplían la visión evolutiva de estos circuitos. Allí explican que estructuras homólogas al colículo superior, presentes en peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos, comparten un mismo principio funcional: integrar información sensorial y motora para orientar la mirada y la atención.

“El cerebro conserva un mismo hardware básico desde hace más de 500 millones de años”, resume Kardamakis. “La evolución no reemplazó estos sistemas antiguos, sino que los aprovechó; seguimos utilizando el mismo hardware básico para decidir hacia dónde mirar y qué ignorar”, apostilla.

El trabajo (que se puede leer en este link: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003414) ha contado con financiación de la Agenda Estatal de Investigación; el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; el Programa Severo Ochoa para Centros de Excelencia; la Generalitat Valenciana mediante el programa Cidegent; y fundaciones internacionales como el Swedish Research Council, la Swedish Brain Foundation y la Fundación Olle Engkvist.

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