Early visual cortex is not functionally necessary for temporal attention: A TMS study

El cerebro humano es una maravilla de la eficiencia, pero también es una criatura de la escasez. No puede procesar cada vista, sonido y sensación en el entorno a la vez sin agotar sus reservas de energía. Para sobrevivir, el cerebro emplea una estrategia llamada atención, un mecanismo que actúa como un reflector, aumentando la claridad de la información específica mientras atenúa todo lo demás. Si bien los científicos han comprendido durante mucho tiempo cómo nos enfocamos en lugares específicos de nuestra visión, la cuestión de cómo nos enfocamos en momentos específicos en el tiempo ha permanecido más elusiva. Sabemos que podemos elegir voluntariamente estar listos para un evento en un segundo preciso, pero la maquinaria biológica detrás de esta capacidad ha sido un misterio. Estudios previos utilizando escáneres cerebrales mostraron que cuando nos enfocamos en un tiempo específico, la actividad aumenta en la corteza visual temprana, la parte del cerebro en la parte posterior de la cabeza que recibe primero las imágenes de los ojos. Sin embargo, estos escáneres solo muestran una correlación; revelan que dos cosas suceden al mismo tiempo, pero no pueden probar que una cause la otra. Seguía siendo posible que esta área visual temprana fuera simplemente un espectador, iluminándose porque otras partes del cerebro estaban realizando el trabajo real de la cronometría.

Para resolver este rompecabezas, investigadores de la Universidad de Nueva York diseñaron un experimento para probar si la corteza visual temprana es realmente necesaria para este tipo de enfoque basado en el tiempo. Utilizaron una técnica llamada estimulación magnética transcraneal, que consiste en colocar una bobina magnética contra el cuero cabelludo para entregar un pulso breve e inofensivo que interrumpe temporalmente la actividad eléctrica de las células cerebrales subyacentes. Al aplicar este pulso en el momento exacto en que aparecía un objetivo visual, el equipo podría ver si interrumpir la corteza visual temprana rompía la capacidad del cerebro para enfocarse en ese momento específico. Si la corteza visual temprana fuera el motor de la atención temporal, interrumpirla debería haber hecho que las personas fueran más lentas y menos precisas. Si, por el contrario, el cerebro depende de un sistema diferente y de nivel superior para gestionar el tiempo, entonces interrumpir el área visual temprana no debería haber tenido efecto en el desempeño.

Los investigadores pidieron a voluntarios que realizaran una tarea en la que observaban dos formas, llamadas parches de Gabor, que aparecían una tras otra en la esquina inferior derecha de una pantalla. Antes de que aparecieran las formas, un sonido daba a los voluntarios una pista sobre qué forma tendrían que identificar. A veces la pista era precisa, diciéndoles exactamente qué forma observar; otras veces, el sonido era neutral y poco útil. Los voluntarios tenían que decidir si la forma señalada estaba inclinada ligeramente hacia la izquierda o hacia la derecha. El experimento se llevó a cabo bajo cuatro condiciones diferentes: en algunas pruebas, el pulso magnético se entregaba justo cuando aparecía la primera forma; en otras, golpeaba justo cuando aparecía la segunda forma; en algunas, golpeaba ambas veces; y en un grupo de control, no se entregó ningún pulso. Crucialmente, los voluntarios no podían predecir cuándo ocurriría el pulso, asegurando que su estado cerebral se mantuviera constante independientemente de la estimulación. Para verificar que el pulso magnético realmente estaba afectando al cerebro, los investigadores también monitorearon el tamaño de las pupilas de los voluntarios, que se dilatan naturalmente cuando la corteza visual es estimulada.

Los resultados fueron claros y sorprendentes. Cuando los voluntarios recibían una pista útil sobre qué forma observar, desempeñaban la tarea significamente mejor, identificando la inclinación con mayor precisión y reaccionando más rápido. Esta mejora, conocida como el beneficio de la atención temporal, ocurrió consistentemente en todas las condiciones. Lo más importante es que los pulsos magnéticos entregados a la corteza visual temprana no disminuyeron este beneficio. Ya fuera que el pulso golpeara la primera forma, la segunda forma, ambas o ninguna, la capacidad de los voluntarios para enfocarse en el momento correcto en el tiempo permaneció intacta. Los datos mostraron que la capacidad del cerebro para priorizar un momento específico en el tiempo no depende de la corteza visual temprana. Los investigadores confirmaron que la estimulación estaba funcionando según lo previsto porque las pupilas de los voluntarios se dilataron significamente cuando se entregaron los pulsos, demostrando que el tejido cerebral estaba siendo afectado. Sin embargo, esta disrupción fisiológica no se tradujo en un fallo conductual.

Estos hallazgos sugieren que la capacidad del cerebro para enfocarse voluntariamente en un momento específico en el tiempo opera independientemente de los centros de procesamiento visual primario. En lugar de depender de la corteza visual temprana para gestionar la cronometría de la atención, el cerebro probablemente utiliza regiones de orden superior, como redes en las áreas frontal y cingulada, para seleccionar y proteger la información relevante para la tarea. Este estudio proporciona la primera evidencia causal de que, si bien la corteza visual temprana es esencial para ver, no es el motor que impulsa nuestro reloj interno para la atención. El cerebro puede mantener su enfoque temporal incluso cuando el área de procesamiento visual inicial es silenciada temporalmente, lo que apunta a un sistema más complejo y distribuido para gestionar cuándo prestamos atención.