Un estudio explica por qué el cerebro reconoce imágenes incluso sin color

El sistema visual humano es una sofisticada maquinaria que nos permite procesar las imágenes en color y reconocer también objetos en imágenes en blanco y negro.

Ahora un estudio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ofrece una posible explicación de cómo el cerebro desarrolla esta habilidad.

La investigación también explica por qué identificar objetos en imágenes en blanco y negro es más difícil para las personas que nacen ciegas y después recuperan la vista tras una cirugía.

Los resultados del estudio, cuyas conclusiones se han publicado este jueves en la revista Science, ponen de relieve la importancia de las distintas etapas del desarrollo de la visión humana y ayudarán a desarrollar vías para mejorar los sistemas de visión artificial.

La visión humana se forma en varias etapas. Se cree que la visión de los recién nacidos es muy borrosa y sin colores y que a medida que madura, mejora su agudeza. A los dos meses, los bebés empiezan a percibir colores, en particular los contrastes rojo-verde.

Pero a día de hoy, todavía no se sabe si la adquirir la capacidad humana de distinguir colores de manera progresiva tiene ventajas.

Aprender de bebés o aprender de niños

Para averiguarlo, un equipo del MIT liderado por Marin Vogelsang y Lucas Vogelsang, utilizó datos del Proyecto Prakash, una iniciativa científica creada en 2005 por el catedrático de Ciencias Congnitivas y del Cerebro del MIT, Pawan Sinha, que restaura con cirugía la vista de adolescentes de la India con cataratas bilaterales densas.

El equipo sometió a los niños a una sencilla prueba de reconocimiento de objetos con imágenes en color y en blanco y negro y, en comparación con un grupo de niños con visión normal, descubrieron que tenían más dificultades para reconocer imágenes de objetos comunes en escala de grises que en color.

El equipo sugirió la hipótesis de que el desarrollo tardío del color que experimentan los niños con visión normal les ayuda a lograr un reconocimiento robusto de los objetos frente a las variaciones de color, mientras que los niños que no tienen esta etapa de desarrollo visual y que aprenden a ver directamente los colores -como los niños operados del Proyecto Prakash- confían más en la percepción del color a la hora de identificar objetos.

Para investigar esta idea más a fondo, utilizaron simulaciones con redes neuronales profundas, una entrenada para reconocer objetos en la escala de grises y en colores, y otro que solo comprendía imágenes en color.

Descubrieron que el modelo inspirado en el desarrollo visual humano podía reconocer con precisión objetos en cualquier tipo de imagen y también con manipulaciones del color, y que el otro modelo, más parecido a la experiencia de los niños del proyecto Prakash y entrenado solo con imágenes en color, no era bueno con las imágenes en la escala de grises o con tonos manipulados.

Plasticidad del cerebro

El estudio explica que los modelos que empiezan con entradas en escala de grises aprenden a basarse en la luz para identificar objetos y que cuando empiezan a recibir información en color, no cambian mucho su enfoque porque ya han aprendido una estrategia que funciona bien, mientras que los modelos que empiezan con imágenes en color y después añaden la escala de los grises ya no aprenden a ser tan precisos como los primeros.

Los investigadores creen que algo parecido ocurre en el cerebro humano, que es más plástico en las primeras etapas de la vida y aprende fácilmente a identificar objetos basándose solo en la luminosidad.

Cuando los recién nacidos reciben información muy limitada sobre el color, el cerebro se ve obligado a aprender a distinguir los objetos según la intensidad de la luz que emiten, en lugar de por su color. Después, cuando la retina y el córtex están más desarrollados para procesar colores, el cerebro incorpora la información cromática, aunque mantiene su capacidad previa para reconocer imágenes sin depender solo del color.

El equipo concluye que la escasez de información sobre el color puede ser beneficiosa para el cerebro en desarrollo porque aprende a identificar objetos a partir de una información escasa, opinan los autores.

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