El procesamiento sensorial es el proceso que organiza y distingue la sensación (información sensorial) del propio cuerpo y del entorno, lo que permite utilizar el cuerpo de forma eficaz dentro del entorno. En concreto, se ocupa de cómo el cerebro procesa las entradas de múltiples modalidades sensoriales , [1] [2] como la propiocepción , la visión , el sistema auditivo , el tacto , el olfato , el sistema vestibular , la interocepción y el gusto , en salidas funcionales utilizables.
Desde hace algún tiempo se cree que las entradas de diferentes órganos sensoriales se procesan en diferentes áreas del cerebro. La comunicación dentro y entre estas áreas especializadas del cerebro se conoce como integración funcional. [3] [4] [5] Investigaciones más recientes han demostrado que estas diferentes regiones del cerebro pueden no ser las únicas responsables de una sola modalidad sensorial , sino que podrían utilizar múltiples entradas para percibir lo que el cuerpo percibe sobre su entorno. La integración multisensorial es necesaria para casi todas las actividades que realizamos porque la combinación de múltiples entradas sensoriales es esencial para que comprendamos nuestro entorno.
Desde hace tiempo se cree que las entradas procedentes de diferentes órganos sensoriales se procesan en diferentes áreas del cerebro, lo que se relaciona con la neurociencia de sistemas . Mediante el uso de neuroimagen funcional, se puede ver que las cortezas específicas de cada sentido se activan con diferentes entradas. Por ejemplo, las regiones de la corteza occipital están vinculadas a la visión y las del giro temporal superior son receptoras de entradas auditivas. Existen estudios que sugieren convergencias multisensoriales más profundas que las de las cortezas específicas de cada sentido, que se enumeraron anteriormente. Esta convergencia de múltiples modalidades sensoriales se conoce como integración multisensorial.
El procesamiento sensorial se ocupa de cómo el cerebro procesa la información sensorial de múltiples modalidades sensoriales. Estas incluyen los cinco sentidos clásicos de la visión (vista), la audición (audición), la estimulación táctil ( tacto ), el olfato (olfato) y el gusto (gusto). Existen otras modalidades sensoriales, por ejemplo, el sentido vestibular (equilibrio y sentido del movimiento) y la propiocepción (el sentido de saber la posición de uno en el espacio) junto con el tiempo (el sentido de saber dónde uno está en el tiempo o en las actividades). Es importante que la información de estas diferentes modalidades sensoriales sea relacionable. Las propias entradas sensoriales están en diferentes señales eléctricas y en diferentes contextos. [6] A través del procesamiento sensorial, el cerebro puede relacionar todas las entradas sensoriales en una percepción coherente, sobre la que se basa en última instancia nuestra interacción con el entorno.
Siempre se ha pensado que los diferentes sentidos están controlados por lóbulos separados del cerebro, [7] llamados áreas de proyección . Los lóbulos del cerebro son las clasificaciones que dividen el cerebro tanto anatómica como funcionalmente. [8] Estos lóbulos son el lóbulo frontal, responsable del pensamiento consciente, el lóbulo parietal, responsable del procesamiento visoespacial, el lóbulo occipital, responsable del sentido de la vista, y el lóbulo temporal, responsable de los sentidos del olfato y el sonido. Desde los primeros tiempos de la neurología, se ha pensado que estos lóbulos son los únicos responsables de su entrada de modalidad sensorial. [9] Sin embargo, investigaciones más recientes han demostrado que puede que no sea del todo así. Vale la pena señalar que a mediados del siglo XX, Gonzalo realizó una investigación que lo llevó a establecer gradientes funcionales corticales donde la especificidad funcional estaría en gradación a lo largo de la corteza. [10]
En ocasiones puede haber un problema con la codificación de la información sensorial. Este trastorno se conoce como trastorno del procesamiento sensorial (TPS). Este trastorno se puede clasificar en tres tipos principales. [11]
Existen varias terapias que se utilizan para tratar el trastorno del espectro autista. Anna Jean Ayres afirmó que un niño necesita una "dieta sensorial" saludable, que incluye todas las actividades que realizan los niños y que les proporciona los estímulos sensoriales necesarios para que su cerebro mejore el procesamiento sensorial.
En la década de 1930, Wilder Penfield estaba llevando a cabo una operación muy extraña en el Instituto Neurológico de Montreal. [12] Penfield "fue pionero en la incorporación de principios neurofisiológicos en la práctica de la neurocirugía" . [4] [13] Penfield estaba interesado en determinar una solución para resolver los problemas de ataques epilépticos que tenían sus pacientes. Usó un electrodo para estimular diferentes regiones de la corteza cerebral y le preguntaba a su paciente aún consciente qué sentía. Este proceso condujo a la publicación de su libro, La corteza cerebral del hombre. El "mapeo" de las sensaciones que sentían sus pacientes llevó a Penfield a trazar las sensaciones que se desencadenaban al estimular diferentes regiones corticales. [14] La Sra. HP Cantlie fue la artista que Penfield contrató para ilustrar sus hallazgos. El resultado fue la concepción del primer Homúnculo sensorial .
El Homónculo es una representación visual de la intensidad de las sensaciones derivadas de diferentes partes del cuerpo. Wilder Penfield y su colega Herbert Jasper desarrollaron el procedimiento de Montreal, que utiliza un electrodo para estimular diferentes partes del cerebro y determinar qué partes eran la causa de la epilepsia. Esta parte podría luego ser extirpada quirúrgicamente o alterada para recuperar el rendimiento óptimo del cerebro. Al realizar estas pruebas, descubrieron que los mapas funcionales de las cortezas sensorial y motora eran similares en todos los pacientes. Debido a su novedad en ese momento, estos Homónculos fueron aclamados como el "E=mc² de la neurociencia". [12]
Todavía no hay respuestas definitivas a las preguntas sobre la relación entre las asimetrías funcionales y estructurales en el cerebro . [15] Hay una serie de asimetrías en el cerebro humano, incluida la forma en que el lenguaje se procesa principalmente en el hemisferio izquierdo del cerebro . Sin embargo, ha habido algunos casos en los que los individuos tienen habilidades lingüísticas comparables a alguien que usa su hemisferio izquierdo para procesar el lenguaje, pero utilizan principalmente su hemisferio derecho o ambos. Estos casos plantean la posibilidad de que la función no siga la estructura en algunas tareas cognitivas. [15] La investigación actual en los campos del procesamiento sensorial y la integración multisensorial tiene como objetivo, con suerte, desvelar los misterios detrás del concepto de lateralización cerebral .
La investigación sobre el procesamiento sensorial tiene mucho que ofrecer para comprender el funcionamiento del cerebro en su conjunto. La tarea principal de la integración multisensorial es descifrar y clasificar las enormes cantidades de información sensorial que hay en el cuerpo a través de múltiples modalidades sensoriales. Estas modalidades no sólo no son independientes, sino que además son bastante complementarias. Mientras que una modalidad sensorial puede proporcionar información sobre una parte de una situación, otra modalidad puede captar otra información necesaria. Reunir esta información facilita una mejor comprensión del mundo físico que nos rodea.
Puede parecer redundante que se nos proporcionen múltiples entradas sensoriales sobre el mismo objeto, pero no es necesariamente así. Esta información denominada "redundante" es, de hecho, una verificación de que lo que estamos experimentando está sucediendo de hecho. Las percepciones del mundo se basan en modelos que construimos del mundo. La información sensorial informa a estos modelos, pero esta información también puede confundirlos. Las ilusiones sensoriales ocurren cuando estos modelos no coinciden. Por ejemplo, donde nuestro sistema visual puede engañarnos en un caso, nuestro sistema auditivo puede devolvernos a una realidad básica. Esto evita representaciones sensoriales erróneas, porque a través de la combinación de múltiples modalidades sensoriales, el modelo que creamos es mucho más sólido y proporciona una mejor evaluación de la situación. Pensándolo lógicamente, es mucho más fácil engañar a un sentido que engañar simultáneamente a dos o más sentidos.
Una de las primeras sensaciones es la olfativa . Evolutivamente, el gusto y el olfato se desarrollaron juntos. Esta integración multisensorial era necesaria para los primeros humanos para asegurarse de que recibían la nutrición adecuada de sus alimentos y también para asegurarse de que no consumían materiales venenosos. [ cita requerida ] Hay varias otras integraciones sensoriales que se desarrollaron temprano en la línea de tiempo evolutiva humana. La integración entre la visión y la audición fue necesaria para el mapeo espacial. La integración entre la visión y las sensaciones táctiles se desarrolló junto con nuestras habilidades motoras más finas, incluida una mejor coordinación mano-ojo. Mientras los humanos se desarrollaban en organismos bípedos , el equilibrio se volvió exponencialmente más esencial para la supervivencia. La integración multisensorial entre las entradas visuales, las entradas vestibulares (equilibrio) y las entradas propioceptivas jugó un papel importante en nuestro desarrollo como caminantes erguidos.
Quizás una de las integraciones sensoriales más estudiadas es la relación entre la visión y la audición . [16] Estos dos sentidos perciben los mismos objetos en el mundo de diferentes maneras, y al combinar los dos, nos ayudan a comprender mejor esta información. [17] La visión domina nuestra percepción del mundo que nos rodea. Esto se debe a que la información espacial visual es una de las modalidades sensoriales más confiables. Los estímulos visuales se registran directamente en la retina y hay pocas, si es que hay alguna, distorsiones externas que proporcionen información incorrecta al cerebro sobre la ubicación real de un objeto. [18] Otra información espacial no es tan confiable como la información espacial visual. Por ejemplo, considere la entrada espacial auditiva. La ubicación de un objeto a veces se puede determinar únicamente por su sonido, pero la entrada sensorial se puede modificar o alterar fácilmente, dando así una representación espacial menos confiable del objeto. [19] Por lo tanto, la información auditiva no se representa espacialmente a diferencia de los estímulos visuales. Pero una vez que se tiene el mapeo espacial de la información visual, la integración multisensorial ayuda a reunir la información de los estímulos visuales y auditivos para hacer un mapeo más sólido.
Se han realizado estudios que muestran que existe un mecanismo neuronal dinámico para hacer coincidir las entradas auditivas y visuales de un evento que estimula múltiples sentidos . [20] Un ejemplo de esto que se ha observado es cómo el cerebro compensa la distancia del objetivo. Cuando estás hablando con alguien o viendo algo que sucede, las señales auditivas y visuales no se procesan simultáneamente, sino que se perciben como simultáneas. [21] Este tipo de integración multisensorial puede conducir a ligeras percepciones erróneas en el sistema visual-auditivo en forma de efecto de ventriloquia . [22] Un ejemplo del efecto de ventriloquia es cuando una persona en la televisión parece tener su voz saliendo de su boca, en lugar de los altavoces del televisor. Esto ocurre debido a una representación espacial preexistente dentro del cerebro que está programada para pensar que las voces provienen de la boca de otro humano. Esto hace que la respuesta visual a la entrada de audio esté mal representada espacialmente y, por lo tanto, desalineada.
La coordinación mano-ojo es un ejemplo de integración sensorial. En este caso, necesitamos una integración estrecha de lo que percibimos visualmente sobre un objeto y lo que percibimos táctilmente sobre ese mismo objeto. Si estos dos sentidos no estuvieran combinados dentro del cerebro, entonces uno tendría menos capacidad para manipular un objeto. La coordinación ojo-mano es la sensación táctil en el contexto del sistema visual. El sistema visual es muy estático, en el sentido de que no se mueve mucho, pero las manos y otras partes utilizadas en la recolección sensorial táctil pueden moverse libremente. Este movimiento de las manos debe incluirse en el mapeo tanto de las sensaciones táctiles como visuales, de lo contrario uno no sería capaz de comprender dónde estaban moviendo sus manos y qué estaban tocando y mirando. Un ejemplo de esto es mirar a un bebé. El bebé toma objetos y se los pone en la boca, o los toca con sus pies o su cara. Todas estas acciones culminan en la formación de mapas espaciales en el cerebro y la comprensión de que "Oye, eso que está moviendo este objeto es en realidad una parte de mí". Ver lo mismo que sienten es un paso importante en el mapeo que se requiere para que los bebés comiencen a darse cuenta de que pueden mover los brazos e interactuar con un objeto. Esta es la forma más temprana y explícita de experimentar la integración sensorial.
En el futuro, la investigación sobre la integración sensorial se utilizará para comprender mejor cómo se incorporan diferentes modalidades sensoriales dentro del cerebro para ayudarnos a realizar incluso las tareas más simples. Por ejemplo, actualmente no tenemos la comprensión necesaria para comprender cómo los circuitos neuronales transforman las señales sensoriales en cambios en las actividades motoras. Más investigaciones realizadas sobre el sistema sensoriomotor pueden ayudar a comprender cómo se controlan estos movimientos. [23] Esta comprensión puede usarse potencialmente para aprender más sobre cómo hacer mejores prótesis y, eventualmente, ayudar a los pacientes que han perdido el uso de una extremidad. Además, aprender más sobre cómo se pueden combinar diferentes entradas sensoriales puede tener efectos profundos en nuevos enfoques de ingeniería que utilicen robótica . Los dispositivos sensoriales del robot pueden recibir entradas de diferentes modalidades, pero si entendemos mejor la integración multisensorial, podríamos ser capaces de programar estos robots para transmitir estos datos en una salida útil para servir mejor a nuestros propósitos.
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