El procesamiento sensorial es el proceso que organiza y distingue las sensaciones (información sensorial) del propio cuerpo y del entorno, haciendo posible utilizar el cuerpo de forma eficaz dentro del entorno. Específicamente, se ocupa de cómo el cerebro procesa múltiples entradas de modalidad sensorial , [1] [2] como la propiocepción , la visión , el sistema auditivo , el táctil , el olfativo , el sistema vestibular , la interocepción y el gusto en salidas funcionales utilizables.
Durante algún tiempo se ha creído 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 siente 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.
Durante algún tiempo se ha creído que las entradas de diferentes órganos sensoriales se procesan en diferentes áreas del cerebro, lo que se relaciona con la neurociencia de sistemas . Utilizando neuroimagen funcional, se puede ver que las cortezas sensoriales específicas se activan mediante diferentes entradas. Por ejemplo, las regiones de la corteza occipital están ligadas a la visión y las de la circunvolución temporal superior son receptoras de información auditiva. Existen estudios que sugieren convergencias multisensoriales más profundas que las de las cortezas sensoriales específicas, 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 procedente de múltiples modalidades sensoriales. Estos incluyen los cinco sentidos clásicos de la visión (vista), la audición (oído), la estimulación táctil ( tacto ), el olfato (olfato) y el gusto (gusto). Existen otras modalidades sensoriales, por ejemplo el sentido vestibular (equilibrio y sentido de movimiento) y propiocepción (el sentido de conocer la posición de uno en el espacio) junto con el Tiempo (el sentido de saber dónde se encuentra en el tiempo o en las actividades). Es importante que la información de estas diferentes modalidades sensoriales sea identificable. Los propios estímulos sensoriales se encuentran 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, en la que se basa en última instancia nuestra interacción con el entorno.
Siempre se pensó que los diferentes sentidos estaban 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 visuoespacial, 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 única modalidad sensorial. [9] Sin embargo, investigaciones más recientes han demostrado que ese puede no ser del todo el caso. Vale la pena señalar que a mediados del siglo XX, Gonzalo realizó investigaciones que lo llevaron a establecer gradientes funcionales corticales donde la especificidad funcional estaría en gradación a lo largo de la corteza. [10]
A veces puede haber un problema con la codificación de la información sensorial. Este trastorno se conoce como trastorno del procesamiento sensorial (SPD) . Este trastorno se puede clasificar además en tres tipos principales. [11]
Existen varias terapias que se utilizan para tratar el SPD. Anna Jean Ayres afirmó que un niño necesita una "dieta sensorial" saludable, que son todas las actividades que realizan los niños, que les brindan los estímulos sensoriales necesarios para que su cerebro mejore el procesamiento sensorial.
En la década de 1930, Wilder Penfield estaba realizando 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 estaban teniendo sus pacientes. Utilizó un electrodo para estimular diferentes regiones. de la corteza cerebral, y le preguntaba a su paciente aún consciente qué sentía. Este proceso llevó a la publicación de su libro, The Cerebral Cortex of Man. El "mapeo" de las sensaciones que sentían sus pacientes llevó a Penfield a trazar el mapa. sensaciones que se desencadenaban al estimular diferentes regiones corticales [14] La Sra. HP Cantlie fue la artista contratada por Penfield para ilustrar sus hallazgos. El resultado fue la concepción del primer homúnculo sensorial .
El Homonculus 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 utilizando un electrodo para estimular diferentes partes del cerebro para determinar qué partes eran la causa de la epilepsia. Luego, esta parte podría extirparse o modificarse quirúrgicamente para recuperar el rendimiento cerebral óptimo. 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 los "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 se procesa el lenguaje principalmente en el hemisferio izquierdo del cerebro . Sin embargo, ha habido algunos casos en los que las personas tienen habilidades lingüísticas comparables a las de alguien que usa su hemisferio izquierdo para procesar el lenguaje, pero usan principalmente el 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, desbloquear los misterios detrás del concepto de lateralización cerebral .
La investigación sobre el procesamiento sensorial tiene mucho que ofrecer para comprender la función del cerebro en su conjunto. La tarea principal de la integración multisensorial es descubrir y clasificar las grandes cantidades de información sensorial 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 dar información sobre una parte de una situación, otra modalidad puede recoger otra información necesaria. Reunir esta información facilita una mejor comprensión del mundo físico que nos rodea.
Puede parecer redundante que recibamos múltiples entradas sensoriales sobre el mismo objeto, pero ese no es necesariamente el caso. Esta información llamada "redundante" es en realidad una verificación de que lo que estamos experimentando está sucediendo. 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, mientras nuestro sistema visual puede engañarnos en un caso, nuestro sistema auditivo puede devolvernos a una realidad fundamental. Esto evita tergiversaciones sensoriales, porque mediante la combinación de múltiples modalidades sensoriales, el modelo que creamos es mucho más sólido y ofrece 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 sensación olfativa . La evolución, el gusto y el olfato se desarrollaron juntos. Esta integración multisensorial era necesaria para los primeros humanos para garantizar que recibieran una nutrición adecuada de sus alimentos y también para asegurarse de que no consumieran materiales venenosos. [ cita necesaria ] Hay varias otras integraciones sensoriales que se desarrollaron temprano en la línea de tiempo evolutiva humana. La integración entre visión y audición era 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 ojo-mano. Mientras los humanos se convertían 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 de propiocepción jugó un papel importante en nuestro desarrollo como caminantes erguidos.
Quizás una de las integraciones sensoriales más estudiadas sea la relación entre visión y audición . [16] Estos dos sentidos perciben los mismos objetos en el mundo de diferentes maneras y, al combinarlos, 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 visoespacial es una de las modalidades sensoriales más confiables. Los estímulos visuales se registran directamente en la retina y hay pocas distorsiones externas, si es que hay alguna, que proporcionen información incorrecta al cerebro sobre la verdadera ubicación 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 puede determinarse únicamente por su sonido, pero la información sensorial puede modificarse o alterarse fácilmente, dando así una representación espacial menos confiable del objeto. [19] Por lo tanto, la información auditiva no está representada 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 crear 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 habla con alguien o observa algo que sucede, las señales auditivas y visuales no se procesan al mismo tiempo, sino que se perciben como simultáneas. [21] Este tipo de integración multisensorial puede provocar ligeras percepciones erróneas en el sistema visual-auditivo en forma de efecto ventriloquía . [22] Un ejemplo del efecto ventriloquía es cuando una persona en la televisión parece tener su voz saliendo de su boca, en lugar de los parlantes de la televisión. 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 ser humano. Esto hace que la respuesta visual a la entrada de audio esté espacialmente mal representada y, por lo tanto, desalineada.
La coordinación ojo-mano es un ejemplo de integración sensorial. En este caso, requerimos una estrecha integración 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, ya que no se mueve mucho, pero las manos y otras partes utilizadas en la recopilación sensorial táctil pueden moverse libremente. Este movimiento de las manos debe incluirse en el mapeo de las sensaciones tanto táctiles como visuales, de lo contrario uno no sería capaz de comprender dónde mueven sus manos, qué tocan y miran. Un ejemplo de esto es mirar a un bebé. El bebé recoge objetos y se los lleva a la boca, o se toca los pies o la cara con ellos. Todas estas acciones culminan en la formación de mapas espaciales en el cerebro y la comprensión de que "Oye, esa cosa que mueve este objeto es en realidad una parte de mí". Ver lo mismo que ellos 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 las diferentes modalidades sensoriales en el cerebro para ayudarnos a realizar incluso las tareas más simples. Por ejemplo, actualmente no tenemos los conocimientos necesarios 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 estímulos sensoriales puede tener efectos profundos en nuevos enfoques de ingeniería que utilizan la robótica . Los dispositivos sensoriales del robot pueden recibir entradas de diferentes modalidades, pero si entendemos mejor la integración multisensorial, podríamos programar estos robots para transmitir estos datos en una salida útil que sirva mejor a nuestros propósitos.
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