Una de las características más interesantes de nuestro sistema visual es que nuestros ojos no dejan de moverse constantemente de un lado a otro como si escanearan la realidad. Estas “sacadas” o desplazamientos “sacádicos” son el movimiento más rápido y más frecuente del cuerpo humano y se producen para situar la fóvea - la zona de mayor concentración de conos y, por tanto, de mayor agudeza visual de la retina - en distintos puntos de la escena y así poder reconstruirla de la manera más fiel posible sin perder información. Pero estos movimientos son tan rápidos y tan bruscos que durante unos milisegundos la retina se desastabiliza y se producen periodos donde la información es confusa.

Para explicar la estabilidad visual con la que vemos, la interpretación más extendida hasta ahora es que el cerebro reconstruye la escena cancelando este ruido, o lo que es lo mismo, “suprimiendo” la visión durante esos breves lapsos en los que seríamos “virtualmente ciegos”.

Para comprobar hasta qué punto dejamos de ver durante esas sacudidas de la retina, el equipo de Richard Schweitzer y Martin Rolfs diseñó una serie de experimentos cuyos resultados publican este miércoles en la revista Science Advances y con los que han conseguido demostrar que los ojos captan información importante del entorno durante esos lapsos de tiempo y el cerebro la aprovecha para tomar decisiones.

Para ello, los autores del trabajo utilizaron un tipo especial de proyector de alta velocidad que genera alrededor de 70 imágenes por movimiento sacádico y les permitía no solo detectar los movimientos oculares rápidos de los participantes, sino manipular una escena visual durante esos movimientos. Con este sistema introdujeron pequeñas pistas en forma de línea de barrido durante lo periodos en que se suponía que el ojo no veía y compararon después la reacción de los voluntarios con las pistas y sin ellas.

Ojos que siguen la pista

Lo que vieron los investigadores es que cuando se pedía a los participantes que sugieran los movimientos de un elemento concreto dentro de un panel circular con seis elementos que rotaban, sus ojos localizaban más rápidamente el objetivo cuando se introducían pequeñas líneas de barrido durante los lapsos en que el ojo se estaba moviendo de un punto a otro. Y que si intervenían introduciendo estas líneas de barrido en otras pruebas podían “engañar” la mirada y hacer que dirigiera la fóvea hacia otra zona del campo visual, lo que demuestra que durante estos intervalos el cerebro estaba usando aquella información para tomar decisiones.

“Estos resultados son centrales para nuestra hipótesis”, escriben Schweitzer y Rolfs, “pues sugieren que la información intrasacádica no fue suprimida o cancelada - como se asume ampliamente - sino claramente disponible durante el tiempo de corrección de la mirada”.

Según los autores, estos hallazgos ayudan a explicar cómo percibimos el mundo como estable a pesar de que nuestros ojos se mueven incesantemente de un objeto a otro y podrían contribuir a avances en campos como la robótica, la visión artificial, el desarrollo de pantallas visuales y la atención médica. Sería el primer paso para enseñar a los robots a distinguir cuándo se ha movido el mundo a su alrededor y cuándo lo que se han movido son sus ojos. 

El resultado demuestra que los movimientos del ojo son un componente esencial del sistema visual y que no son ruido 

En cuanto al conocimiento general del sistema visual, este trabajo “demuestra que las líneas de barrido ayudan al sistema oculomotor (el responsable de producir el movimiento de los ojos) a corregir la variabilidad del movimiento de los ojos y contribuir así a establecer una visión estable del mundo”, escriben los especialistas Jasper Fabius y Stefan Van der Stigchel en un artículo de análisis en la misma revista. Y estas líneas serían la imagen difuminada que el ojo percibe respecto al objeto por su propio movimiento, una especie de pista que el ojo estaría aprovechando todo el tiempo para dar los siguientes pasos.

Al moverse de un lado a otro, la retina registra un barrido que no percibimos a nivel consciente pero que le sirve para orientar sus movimientos | Kellie Holoski/Science Advances.

Dado que los ojos están en constante movimiento, a un ritmo de unas tres sacudidas por segundo, el sistema visual está utilizando esa información de fondo que hasta ahora considerábamos ruido para mantener la ilusión de continuidad y dirigir la mirada. “Estos resultados”, argumentan Fabius y Van der Stigchel, “demuestran que los movimientos del ojo son un componente esencial del sistema visual humano y que no son ruido, sino elementos útiles”.

Borrones cargados de información

Para Luis Martínez Otero, investigador del Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC) y especialista en percepción visual, el trabajo tiene el mérito de haber superado el desafío metodológico que suponía medir la percepción intrasacádica. A su juicio, el resultado permite “explicar, por fin, cómo se produce la continuidad y estabilidad visual de la escena, dadas las asimetrías en resolución espacial y temporal de la retina”. “Ya sabíamos que esa continuidad se daba, pero no sabíamos exactamente cómo”, explica a Vozpópuli. “Estos resultados son un paso adelante muy relevante”.

“Si todo encaja, y otros laboratorios lo replican, el resultado puede ser hasta revolucionario en el sentido de cómo consideramos los roles y los efectos de los diferentes movimientos oculares en mi campo”, asegura la neurocientífica Susana Martínez-Conde, directora del Laboratorio de Neurociencia Integrativa en la Universidad del Estado de Nueva York y una de las mayores especialistas en estos procesos de la visión y la atención. Durante décadas, asegura, se ha vivido una aparente contradicción entre el hecho de conocer que estos movimientos son críticos para adquirir información y el hecho de que cuando el ojo estaba ‘en vuelo’ el movimiento pudiera ser incluso perjudicial.

Martínez Conde y su equipo, por ejemplo, comprobaron hace años mediante experimentos con magos, que cuando estos realizaban un movimiento curvo con las manos se producía un seguimiento suave por parte del ojo de los observadores, mientras que si el movimiento era en línea recta se fomentaban más saltos sacádicos. “Este estudio podría reconciliar ambos aspectos, porque parece que el sistema no estaría quedándose ciego durante el movimiento, para después pararse para recoger la información, alzar el vuelo de nuevo y así sucesivamente, sino que durante el propio desplazamiento esa información se está recogiendo del alguna manera”, asegura.

Los barridos permiten al cerebro estimar qué permanece y qué cambia en la escena durante esa discontinuidad

Desde el punto de vista científico, lo más relevante es que pone de manifiesto una realidad aparentemente contraintuitiva, el hecho de que los momentos de “ruido” de los movimientos sacádicos estén cargados de información. “Los barridos permiten al cerebro saber qué parte de lo percibido es fruto del movimiento de los propios ojos y así poder estimar qué permanece y qué cambia en la escena durante esa discontinuidad”, asegura Martínez Otero. “Y si hubiese supresión sacádica como se creía hasta ahora, en principio eso no sería posible”.

“En principio, parece que no es una cuestión de todo o nada”, resume Martínez Conde, “que la información no llega a nivel cero cuando el ojo se está moviendo, sino que existe una información que no podemos desestimar que se adquiere en ese movimiento y que antes se decía que era perjudicial”.

Referencias: Intrasaccadic motion streaks jump-start gaze correction (Science Advances) | Vision while the eyes move: Getting the full picture (Science Advances)