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Inner visual experience biases object neural representational geometry during perceptual encoding

Este estudio demuestra que la experiencia de la imaginería subjetiva, evidenciada por la presencia o ausencia de afantasía, sesga la geometría de las representaciones neurales de objetos durante la codificación perceptual, específicamente reduciendo la alineación de similitud visual en la corteza occipitotemporal lateral izquierda mientras preserva la alineación de relación lingüística, lo que sugiere que la percepción y la imaginería dependen de códigos neurales heterogéneos en lugar de unitarios.

Autores originales: Tian, S., Mao, X., Wang, D.-H., Wang, X., Bi, Y.

Publicado 2026-07-31

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CC BY 4.0

Autores originales: Tian, S., Mao, X., Wang, D.-H., Wang, X., Bi, Y.

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ⚕️ Esta es una explicación generada por IA de un preprint que no ha sido revisado por pares. No es consejo médico. No tome decisiones de salud basándose en este contenido. Leer descargo de responsabilidad completo

Imagina tu cerebro como una biblioteca súper avanzada. Durante décadas, los científicos han sabido que esta biblioteca tiene un "Ala de la Imaginación" y un "Ala de la Percepción" que se ven sorprendentemente similares. Cuando ves la foto de un gato, tu cerebro se ilumina de una manera específica. Cuando cierras los ojos e intentas imaginar un gato, esas mismas luces suelen parpadear de nuevo. Esto ha llevado a muchos a creer que ver e imaginar son básicamente el mismo proceso, solo que corriendo en pistas diferentes. Pero aquí está el misterio: ¿qué pasaría si los "libros" en los estantes de estas alas estuvieran organizados de forma diferente para distintas personas? Algunas personas tienen películas mentales increíblemente vívidas cuando imaginan cosas, mientras que otras, un grupo llamado "afantásicos", reportan tener una mente completamente en blanco cuando intentan visualizar. Pueden describir un gato perfectamente, pero no pueden "verlo" con su ojo mental. La gran pregunta es: ¿cambia esta diferencia en la imaginación la forma en que sus cerebros organizan la información incluso cuando solo están mirando lo real? ¿O es la biblioteca de su cerebro perfectamente normal, y solo al "Ala de la Imaginación" le faltan algunas luces?

Un equipo de investigadores decidió echar un vistazo dentro de la biblioteca cerebral de personas con y sin imágenes mentales para resolver este rompecabezas. Utilizaron una cámara de alta tecnología llamada fMRI para observar el cerebro mientras los participantes miraban fotos de animales y objetos, e intentaban recordarlos. No solo miraron dónde había actividad cerebral; miraron cómo se organizaba la información. Piensa en esto como comprobar si un bibliotecario clasifica los libros por color, por autor o por la historia que contienen. Los investigadores compararon el "estilo de clasificación" del cerebro contra dos planos diferentes: uno basado en cómo se ven las cosas (similitud visual) y otro basado en cómo se describen las cosas con palabras (relaciones lingüísticas).

Esto es lo que encontraron, y es un poco un giro en la trama. Primero, confirmaron que ambos grupos podían realizar la tarea de memoria igual de bien. Ya sea que puedas "ver" un gato en tu mente o no, tu cerebro puede distinguir perfectamente entre un gato y un bote. Sin embargo, la forma en que sus cerebros organizaban la información era diferente. Para las personas con imágenes vívidas, el "Ala de la Percepción" del cerebro (específicamente una región llamada corteza occipitotemporal lateral izquierda) estaba organizada principalmente por cómo se veían las cosas. Era como una biblioteca donde los libros se organizan por su arte de portada. Pero para los afantásicos, esta clasificación por "arte de portada" era significativamente más débil. Sus cerebros estaban menos enfocados en las similitudes visuales cuando simplemente miraban los objetos.

Curiosamente, ambos grupos tenían un sistema de "clasificación lingüística" muy fuerte. Sus cerebros organizaban los objetos basándose en cómo hablamos de ellos y en las palabras que usamos para describirlos, independientemente de si podían imaginar el objeto o no. Esta organización basada en el lenguaje era sumamente sólida en ambos grupos, actuando como un sistema de respaldo confiable. El estudio sugiere que la capacidad de tener una imagen mental vívida no es solo un truco de fiesta que ocurre después de que ves algo; está lig elamente conectada a cómo tu cerebro organiza el mundo visual mientras lo estás mirando. Si no tienes esa película interna, tu cerebro podría depender más del "catálogo de palabras" y menos del "catálogo de imágenes" desde el principio.

Los investigadores también observaron qué sucedía durante la parte de la imaginación de la tarea. Encontraron que, para las personas que podían imaginar, la fuerza de esa "clasificación visual" en su cerebro coincidía con qué tan vívidas sentían sus imágenes mentales. Cuanto más vívida era la imagen, más fuerte era el patrón visual. Pero para los afantásicos, ese patrón visual apenas estaba presente. Esto sugiere que la diferencia entre ver e imaginar no es solo un interruptor que se enciende o se apaga en una "sala de imágenes" específica. En cambio, la organización de toda la biblioteca es sutilmente diferente. El cerebro de alguien con afantasia parece construir el conocimiento de sus objetos usando un plano diferente: uno que se inclina fuertemente hacia el lenguaje y el significado, en lugar de la pura geometría visual que guía los cerebros de aquellos con imágenes mentales vívidas. Es un recordatorio de que dos personas pueden mirar el mismo mundo y procesarlo de maneras fundamentalmente diferentes, incluso si ambos hacen el trabajo perfectamente.

Resumen Técnico: La experiencia visual interna sesga la geometría de la representación neural de objetos durante la codificación perceptiva

Problema y Motivación
Décadas de investigación han establecido una superposición neural sustancial entre la percepción visual y la imaginería mental visual, particularmente en la corteza occipitotemporal ventral (VOTC). La visión predominante postula que estos procesos dependen de un código neural común. Sin embargo, esta superposición suele demostrarse mediante la activación compartida o la precisión del decodificación cruzada, lo cual se mantiene agnóstico al contenido específico y a la geometría de las representaciones neurales subyacentes. Una pregunta crítica sigue siendo: ¿la experiencia subjetiva de la imaginería moldea la organización de las representaciones de los objetos incluso durante la fase inicial de codificación perceptiva?

Para abordar esto, los autores utilizan la afantasia congénita —una condición caracterizada por la ausencia de imaginería visual consciente— como un experimento natural para disociar la experiencia de la imaginería del conocimiento del objeto. Si bien estudios previos sugirieron que la afantasia afecta principalmente a los procesos específicos de la imaginería (por ejemplo, una reducción en la similitud percepción-imaginería en nodos específicos), evidencia emergente insinúa que las representaciones perceptivas mismas podrían diferir. El estudio investiga si la ausencia de experiencia de imaginería altera la geometría representacional de los objetos durante la percepción, probando específicamente si las representaciones neurales en afantásicos dependen más de estructuras semánticas derivadas del lenguaje que de estructuras de similitud visual.

Metodología
El estudio empleó un paradigma de memoria de trabajo visual con señal de retroceso (retro-cue) utilizando fMRI para comparar dos grupos: individuos con afantasia congénita ( $N=17$ ) y visualizadores típicos ( $N=22$ ). Los participantes observaron pares de imágenes de objetos (fase de percepción), recibieron una señal para visualizar uno de los objetos (fase de imaginería) y luego realizaron una tarea de reconocimiento.

El flujo de análisis involucró tres etapas principales:

Localización de Representaciones Compartidas: Se realizó una búsqueda de searchlight mediante Máquinas de Vectores de Soporte (SVM) en todo el cerebro para identificar regiones que exhibieran una decodificación cruzada exitosa (entrenamiento en percepción, prueba en imaginería, y viceversa) para dominios de objetos. Esto identificó Regiones de Interés (ROI) en la VOTC bilateral, el giro temporal medio posterior (pMTG) y el giro frontal inferior (IFG) derecho.
Análisis de Similitud Representacional (RSA): Dentro de estas ROI, los autores utilizaron modelos de efectos mixtos lineales para ajustar las Matrices de Disimilitud Representacional (RDM) neurales contra geometrías de referencia derivadas de una red neuronal profunda multimodal (CLIP). El modelo CLIP proporcionó dos espacios de referencia distintos:
- RDM del codificador de imagen: Captura la geometría alineada con la similitud visual.
- RDM del codificador de texto: Captura la geometría alineada con las relaciones lingüísticas.
  El análisis controló la otra modalidad para aislar las contribuciones únicas.
Comparación de Modelos: El estudio comparó el poder explicativo de los codificadores CLIP multimodales frente a sus contrapartes unimodales (DINOv2 para visión, RoBERTa para texto) a través de diferentes capas de la red para evaluar el papel del alineamiento multimodal en diferentes estados cognitivos.

Resultados Clave

Desempeño Conductual: Ambos grupos realizaron la tarea de memoria de trabajo con precisiones y tiempos de reacción comparables, lo que indica que la ausencia de imaginería visual no impide el reconocimiento básico de objetos o el desempeño de la memoria de trabajo.
Geometría de la Codificación Perceptiva:
- Visualizadores: Mostraron un alineamiento único significativo con el codificador de imagen de CLIP (geometría de similitud visual) en la VOTC bilateral y la corteza occipitotemporal lateral izquierda (LOTC).
- Afantásicos: Mostraron un alineamiento único significativamente reducido con la geometría del codificador de imagen en la LOTC izquierda durante la percepción. Sin embargo, ambos grupos exhibieron un alineamiento único comparable y robusto con el codificador de texto de CLIP (geometría de relación lingüística) en el giro fusiforme (FG), el pMTG y el IFG derecho.
- Interacción: Se encontró una interacción significativa entre el grupo y el efecto del codificador de imagen, confirmando que la reducción en la geometría alineada con la visión es específica del grupo afantásico.
Geometría de la Fase de Imaginería: Durante la fase de imaginería, el alineamiento único con la geometría del codificador de imagen no fue significativamente diferente entre los grupos a nivel de grupo. Sin embargo, en todos los sujetos, la fuerza de este alineamiento en la LOTC izquierda se correlacionó positivamente con las puntuaciones de la escala de vividez de la imaginería visual (VVIQ).
Comparación de Modelos: Durante la percepción, los modelos unimodales (DINOv2, RoBERTa) explicaron a menudo la varianza neural tan bien o mejor que sus contrapartes multimodales de CLIP. Por el contrario, durante la fase de imaginería, los codificadores CLIP multimodales mostraron una ventaja relativa sobre los modelos unimodales, sugiriendo que el alineamiento multimodal se vuelve más crítico cuando se reconstruyen representaciones sin entrada sensorial directa.

Significado y Reivindicaciones
El artículo sostiene que la experiencia de la imaginería subjetiva no es meramente un subproducto de las representaciones de objetos intactas, sino que está fundamentalmente asociada con la geometría de las representaciones neurales de los objetos tanto durante la percepción como durante la imaginería.

La Percepción no es Invariante: El estudio desafía la suposición de que las representaciones perceptivas sirven como una referencia estable y uniforme para la imaginería. En cambio, la naturaleza "visual" de la codificación perceptiva está modulada por la experiencia de la imaginería; los individuos sin imaginería (afantásicos) exhiben una reducción sistemática en la geometría alineada con la similitud visual incluso antes de que comience la generación de la imaginería.
Heterogeneidad de los Códigos Compartidos: Las regiones tradicionalmente definidas como poseedoras de códigos compartidos percepción-imaginería (vía decodificación cruzada) comprenden en realidad geometrías representacionales heterogéneas. La decodificación cruzada exitosa en afantásicos parece estar sustentada por una geometría preservada alineada con el lenguaje, incluso cuando la geometría alineada con la similitud visual disminuye.
Papel del Alineamiento Multimodal: Los hallazgos sugieren que la corriente visual ventral codifica el conocimiento de los objetos a través de múltiples principios organizativos. Mientras que la geometría de similitud visual es sensible a la experiencia de la imaginería, la geometría de relación lingüística permanece robusta a través de las poblaciones y los estados cognitivos. Además, la dependencia del alineamiento multimodal (visión-lenguaje) aumenta cuando las representaciones deben mantenerse internamente en ausencia de entrada sensorial.

En conclusión, los autores argumentan que el "código neural compartido" entre la percepción y la imaginería no es un formato unitario, sino un compuesto de geometrías heterogéneas, donde la expresión de la estructura de similitud visual está directamente vinculada a la capacidad de la imaginería visual subjetiva.

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