Neurobiología de la percepción artística
Ver no consiste simplemente en trasmitir imágenes sino en procesar información, coger la información que llega a las retinas y estructurarla hasta que damos con una explicación. Se trata de un proceso creativo, plástico. En esta charla voy a intentar explicaros cómo vemos utilizando como ejemplo obras de arte, y voy a intentar dar un significado biológico al arte.
Las ilusiones
Las ilusiones de adaptación son comunes en todo el sistema nervioso. Nuestros ojos se están moviendo continuamente, con pequeños movimientos del orden de tres por segundo -las microsacadas- que impiden que la imagen real se desvanezca.
Las ilusiones de brillo ilustran que no medimos el brillo -la cantidad de luz que emite un objeto- de manera absoluta sino de manera relativa. Estas ilusiones llevan a equívocos sorprendentes.
Pasa lo mismo con el color. El color es un constructo mental, no existe en la naturaleza, existen distintas longitudes de onda que se interpretan de forma relativa, no absoluta, y le doy una explicación en forma de color.
Y lo mismo pasa con la forma. Podemos ver (ver imagen) líneas cóncavas y convexas, pero son perfectamente rectas. Esto se debe a interacciones entre distintos detectores de orientación a lo largo de la vía visual, unos influencian a otros y van haciendo que nuestra percepción se curve continuamente. Una de las más famosas es la ilusión de la pared del café, llamada así porque la describió uno de los estudiantes de doctorado de Richard Gregory en los azulejos de un café de Bristol.
Y por último, lo mismo sucede con el movimiento, nuestra percepción del movimiento es bastante relativa, y con el tamaño.
¿Por qué existen ilusiones?
La primera razón es por la tercera dimensión. La tercera dimensión no existe en nuestra información, todo lo que recibimos en la retina son dos imágenes planas y a partir de ahí inferimos la tercera dimensión, que es una construcción mental. Cualquier proyección en un plano tiene infinitas soluciones en tres dimensiones y el cerebro tiene que resolver ese problema. Y es complicado. El cerebro trabaja de forma estadística y aplica el teorema de Bayes y decide cuál es la solución más probable. Pero este proceso lo tenemos que aprender cuando somos muy pequeños.
La siguiente razón es que los elementos de procesamiento del cerebro son demasiado lentos, aunque el cerebro en global es potente. El procesamiento visual comienza en la retina y se retrasa unos 20 milisegundos, en enviarla a la corteza visual primaria (el primer punto de la corteza cerebral donde va a llegar la información visual) se retrasa entre 40 y 80 milisegundos más y el procesamiento en la corteza a lo largo de la vía ventral se retrasa otros 200 milisegundos y en la corteza inferotemporales donde las células son capaces de codificar objetos cotidianos. Y esa información visual tarda todavía más en influir en mi comportamiento. Son retrasos increíbles y por lo tanto no podemos esperar a ver. El titular periodístico sería: “nuestro cerebro lo que hace es vivir en el pasado, prediciendo el futuro, para poder entender el mundo en tiempo real”.
Además es demasiado caro. En nuestro cerebro hay 10 elevado a 12 neuronas en total y se comunican entre ellas a través de mil sinapsis cada una, es decir 10 elevado a 15 sinapsis, y éstas necesitan de un código de trasmisión del mensaje formado por pequeñas señales eléctricas que se llaman potenciales de acción, que se van transmitiendo a lo largo del tiempo en una sucesión continua (como un código Morse). Pero estos potenciales de acción no son gratis, cuestan energía y la moneda energética es el ATP. Un potencial de acción cuesta 2,4 por 10 elevado a 9 moléculas de ATP. Y sacamos el ATP de la molécula de glucosa a través de la vía glucolítica (30 moléculas de ATP de cada glucosa). Y en concreto para poder producir un potencial de acción necesitamos 8 por 10 elevado a 20 moléculas de glucosa y esto supone que necesitamos 0,024 gr de azúcar (glucosa y fructosa) para un solo potencial de acción. Sin embargo producimos cientos de potenciales de acción por segundo, es decir, necesito consumir 1,5-2 gramos de azúcar por segundo y eso supone 130 Kg de azúcar al día. !Y esto es sólo el 13 por ciento del coste total de mantener el cerebro! Pero mi cerebro está organizado funcionalmente, no funciona todo a la vez nunca.
De manera que el cerebro funciona de manera predictiva y deshecha muchísima información. Pero no tenemos sensación de que hay huecos en la información que desechamos porque el cerebro rellena los huecos para dar sensación de normalidad. Y eso lo saben los artistas desde hace tiempo y lo utilizaban.
¿Cómo vemos?
Todo empieza en la retina que cumple una serie de funciones. La primera es la de fototransducción, la retina trasforma la lluvia de fotones en un código de potenciales de acción, codifica la información visual en distintos paquetes con la información de forma, contraste de luminencia, color, movimiento, brillo y hasta 20 facetas distintas de la imagen.
Hay fotorreceptores de dos tipos, bastones y conos, que se diferencian en su sensibilidad a la luz. Los bastones tienen mucha sensibilidad a la luz y los conos no, lo que significa que los bastones son buenos para ver en condiciones de muy baja iluminación -de noche- y los conos de día. Además los bastones no nos permiten distinguir color porque sólo son sensibles a una única longitud de onda.
La información fluye de los fotorreceptores hasta los mosaicos de las células ganglionares de la retina. Las células responsables de forma y movimiento son las células beta y alfa. Las beta predominan en la región central de la retina y son muy buenas detectando forma porque tiene campo receptores muy pequeños. En cambio, las betas predominan en la región periférica y son muy buenas detectando movimiento. La estructura de su campo receptor es igual, lo que varia es el tamaño. Hay dos tipos: de centro ON y de centro OFF y lo que hacen es medir diferencias locales de luminancia y detectar bordes de las escenas (esto los pintores también lo sabían).
En el cuadro de la Mona Lisa de Leonardo da Vinci casi todo el mundo percibe la expresión como cambiante -que sonríe más o menos- y numerosos grupos científicos han buscado una explicación. La primera la dio Margaret Levingstone que dijo que Leonardo usaba el esfumato -técnica de pintura que intenta difuminar los bordes-, que pinta capa sobre capa, y pinta en frecuencias espaciales bajas. Lo que sucede es que noto la sonrisa mejor cuando no miro directamente a la boca.
Lo interesante de las células alfa y beta es que también forman vías diferentes a lo largo del cerebro. Las células beta, las responsables de la forma, van por la región ventral del cerebro hacia la corteza inferotemporal. Y las células alfa van por la zona dorsal opuesta hacia la corteza parietal posterior. La zona inferotemporal ve muy bien el detalle y la zona parietal posterior ve muy bien la estructura espacial de la escena. Las células alfa no ven color y las beta sí. Por ello a la vía dorsal se le llama “dónde” y a la ventral se le llama “qué” (qué veo y dónde lo veo).
La progresión a lo largo de la vía ventral se produce de la siguiente forma: recibe información de la retina en la corteza visual primaria, las células se hacen sensibles a la orientación y la información, va pasando de área a área evolucionando en cada paso. Esto nos da una idea de que hay que aprender a ver, para saber que estamos viendo tenemos que haberlo visto antes de manera constructiva.
Y el último paso de visión se produce cuando las células de la corteza inferotemporal hablan con las células parahipocampales y se le pone la etiqueta a lo que estoy viendo. En general estas asociaciones no siempre son sencillas porque las dos partes de la vía visual pueden entrar en conflicto fácilmente. Ver es reconstruir un puzle. Es un proceso creativo. Las asociaciones además se nos generan de manera insospechada.
¿Cómo resolvemos el puzle?
Nosotros creemos que los artistas han aprendido a separar lo superfluo de lo realmente relevante en las imágenes y nos dejan que rellenemos todo lo demás. Y ¿cómo lo hacemos? Con versiones idealizadas que están en nuestra memoria. Esto genera un impacto más interesante que si nos dan toda la información continuamente.
Detrás de la ley Peak- Shift (asimilación al máximo, de Ramachandran) está la idea de que el arte lo que hace es fijar la explicación, te da una información para que pongas la etiqueta claramente. Personalmente yo creo que lo que está haciendo el arte es introducir mucho más ruido en la imagen, dejar que la solución sea muy complicada. Con un modelo típico de imágenes biestables, hay dos atractores, la percepción puede saltar de un atractor a otro sin que nada cambie en el mundo exterior. El arte genera este tipo de dualidad en el cerebro y hace que sea más difícil, es como un mini estímulo.
El arte nos ayuda a comprender la ciencia
Baldessari que es un pintor norteamericano dice “después de 50 años de trabajo aun no sé muy bien lo que es el arte. Mi única respuesta es que es un tipo de alimento que sacia una necesidad espiritual. Todo el mundo hace arte, si nos deshacemos de ella, tal vez lo podemos entender mejor. Usted está comiendo, se sirve unos guisantes y los pone junto a las patatas y se dice necesito poner algo rojo y naranja en el plato”. Esa es su definición de arte. Nos da la idea de que el arte es por un lado algo biológico y algo que necesitamos, igual que buscamos la comida.
La señalización opioide
A medida que progresa la información visual hacia las zonas parahipocampales (la zona de poner la etiqueta a lo que vemos) aumenta la señalización opioide, es decir, aumenta la señal de placer. El placer, al final, estaría asociado a un proceso que es muy costoso metabólicamente pero que es tremendamente importante.
El síndrome de Stendhal
Graziella Magherini, una neuróloga italiana de Florencia, llevaba años viendo pacientes que llegaban al hospital con síntomas de sobredosis típica de opiáceos. Y le extrañaba, porque muchos eran turistas, mayores y que no habían tomado drogas, pero todos relataban haber estado visitando todos los museos de Florencia. Buscó literatura científica y nadie había escrito nada, pero a sus manos llegó un relato de Stendhal de un viaje que había hecho a Florencia donde cuenta como después de todo el día colapsó con los síntomas de una sobredosis de opiáceos. Y por ello, Magherini acuñó el término de síndrome de Stendhal, que es una sobredosis de belleza (esto le sucede al dos por ciento de la población).
Lo que podríamos entender como arte es este epifenómeno que sucede cuando algún estímulo está sobreestimulando de manera exagerada toda la vía de señalización sensorial.