El transcurso del tiempo del procesamiento visual: desde la percepcin temprana a la toma de decision

1
El transcurso del tiempo del procesamiento
visual desde la percepción temprana a la toma de
decisiones

• Van Rullen y Thorpe

2
Introducción

• Distinción entre dos mecanismos distintos (a) un
  procesamiento perceptivo que extrae información
  sobre las distintas propiedades del Estímulo
  visual (b) seguido por un procesamiento de nivel
  superior que evalúa la relevancia de esta
  información visual según las expectativas del
  sujeto
• Cómo estos dos mecanismos pueden desligarse en
  tiempo y espacio?

3
Introducción

• Los potenciales relacionados con los sucesos (que
  se pueden registrar incluso en ausencia de una
  respuesta conductual) se utilizan para reflejar
  las propiedades de gran nivel de los estímulos
  visuales para categorizarlos, tras 150 mseg.
  aproximadamente
• MEG han demostrado un patrón similar de
  resultados.

4
Introducción

• En humanos, estudios con ERP parecen sugerir que
  podemos extraer propiedades perceptivas de gran
  nivel de los E visuales mucho más rápido (50
  mseg)
• Pero el hecho de que la actividad neuronal varíe
  con las propiedades del E visual no es
  concluyente para decir que el sujeto puede
  reconocer activamente la categoría involucrada

5
Introducción

• Este estudio presenta un paradigma de tareas
  dobles alternativas que nos permitirá comparar el
  procesamiento de la misma categoría visual () con
  una distinta situación relacionada con la tarea
  () y, por el contrario, diferente categoría
  visual con la misma situación conductual

6
Introducción

• Queremos ser capaces de separar
• i) una actividad de bajo nivel de análisis
  sensorial
• ii) un mecanismo de alto nivel relacionado con
  la tarea que sea claramente independiente de las
  propiedades sensoriales de los estímulos

7
Método

• 16 sujetos
• Entre 21 y 50 años
• Sentados en habitación oscura
• A 120 cm de una pantalla de ordenador
• 2 tareas de categorización alternativamente

8
Método

• Cada tarea 10 series de 96 imágenes, mitad E
  objetivos y mitad E no objetivos
• Un punto de fijación blanco
• Presionar un botón cualquiera para empezar la
  serie
• Tras 1 segundo aparece un flash de una imagen
  durante 20 mseg

9
Método

• Si la imagen contiene el E obj pulsar el botón de
  manera rápida y si no la contiene, mantener
  pulsado
• El corto tiempo de exposición impide que el
  sujeto pueda mover los ojos

10
Imágenes

• Fotografías de complejas escenas naturales
• Imágenes en cada categoría lo más variadas
  posibles
• Categoría animales
• Mamíferos, pájaros, peces, insectos o reptiles
• Categoría medios de transporte
• Coches, camiones, trenes, aviones militares y
  civiles, helicópteros, barcos, globos e incluso
  cohetes.

11
Imágenes

• No información previa
• Tamaño, posición o cantidad
• Imágenes distractoras
• Escenas de exteriores o interiores con paisajes,
  calles con edificios, fotos de comida, frutas,
  verduras, plantas, casas, objetos hechos por el
  hombre o herramientas.
• Cada serie
• 96 fotografías 48 E obj y 48 E no obj (la mitad
  de los no obj imágenes de la otra tarea). La
  mitad de medios de transporte eran coches.

12
Imágenes

• Para evitar efecto aprendizaje cada fotografía
  sólo 1 vez
• Orden de aparición de las series
• Decidido para cada sujeto al azar

13
Ejemplos de las tareas
14
Ejemplos de las tareas
15
Registros de ERP

• 32 electrodos distribuidos por el cráneo
• 1000 Hz
• Se repartieron en
• Frontal, central, parietal y occipital

16
Resultados

• Los resultados conductuales mostraron que no
  había diferencias entre la ejecución de la
  categorización de la tarea vehículos y la de
  animales
• Los porcentajes de aciertos rondaban el 94 y la
  media del tiempo de reacción fue aproximadamente
  de 350 mseg
• También hay pruebas de que la categorización
  puede efectuarse en menos de 250 mseg ()

17
Resultados

• En cada tarea encontramos gran diferencia de
  actividad entre estímulos objetivo y distractores
  que se pueden ver mejor en el electrodo frontal
  tras 150 mseg
• En el mismo momento también hay diferencias
  claras en la respuesta en prácticamente todos los
  lugares de registro (central, parietal,
  occipital) de esta manera se acentúa la magnitud
  del efecto

18
Resultados
19
Resultados

• En referencia a los mecanismos perceptivos y los
  de decisión a mayor nivel relacionados con la
  tarea, como se podrían interpretar estas dos
  actividades diferenciales?

20
Efectos de la categoría visual

• Las distintas categorías involucradas (animales,
  vehículos) pueden ser comparados de una manera
  independiente a la tarea
• Misma categoría independientemente de si son E
  obj o no
• Las diferencias en la actividad cerebral entre
  dos categorías parece divergir de cero tras 75-80
  mseg

21
Efectos de la categoría visual

• La diferencia sólo puede ser atribuida a las
  propiedades visuales intrínsecas de esas
  categorías y no a las diferencias en la tarea que
  se está llevando a cabo

22
Efectos relacionados con la tarea

• Aquí se comparan los resultados agrupando las
  imágenes para la misma categoría, cuando son E
  obj por una parte, y cuando no lo son por otra

23
Efectos relacionados con la tarea
24
Efectos relacionados con la tarea

• 4a ondas de animales y vehiculos agrupados
  juntos entre las condiciones de E obj y no E obj
• 4b-e misma diferencia en los electrodos
  frontales, para cada categoría
• Estos efectos estadísticamente significativos
  para las actividades diferenciales se obtienen
  entre los 156 y 180 mseg

25
Efectos relacionados con la tarea

• El efecto que vemos es totalmente independiente
  de la categoría visual involucrada porque la
  diferencia se observa incluso cuando comparamos
  ERPs en los ensayos de E obj y de E no obj en
  imágenes pertenecientes a la misma categoría
• El mecanismo subyacente se correlaciona con la
  decisión del sujeto más que con cualquier
  propiedad visual del estímulo

26
Efectos relacionados con la tarea

• No hay diferencias de actividad entre E obj y E
  no obj anterior a los 150 mseg, lo cual implica
  que la temprana diferencia que encontramos a los
  75-80 ms no lleva ninguna información sobre el
  estado relacionada con la tarea (E obj o no E
  obj) del estímulo visual

27
Dos mecanismos separados

• Aislamos dos mecanismos diferentes
• El primero es un temprano procesamiento
  perceptivo independiente de la tarea y
  dependiente de la categoría que empieza a los
  75-80 mseg tras el comienzo de estímulo
• El segundo está relacionado con la tarea, un
  mecanismo independiente de la categoría
  claramente correlacionado con las decisiones de
  los sujetos de que el E obj estaba presente o no
  en la imagen. Este último efecto se encuentra
  tras 150ms

28
Dos mecanismos separados

• Qué estructuras neuronales están involucradas en
  estos dos procesos separados??
• La primera actividad diferencial podría ser en
  las áreas visuales extra-estriadas como V2 o V4
• Regiones similares occipitales han sido
  encontradas en un estudio reciente de MEG para
  responder de manera diferente a distintas
  categorías de estímulos con latencias alrededor
  de 110 ms

29
Dos mecanismos separados

• Por otro lado, cuando la actividad correlaciona
  con la decisión del sujeto más que con el E
  visual, implica que se ha hecho el procesamiento
  suficiente como para detectar el E obj
• Los objetos es la categoría visual han sido
  reconocidos y categorizados proceso que ocurre
  en la corriente ventral occipito-temporal

30
Dos mecanismos separados

• Estos estudios sugieren que los orígenes de la
  actividad relacionada con la decisión que
  aislamos puede estar localizado en las regiones
  occipito-temporales

31
Discusión

• Hemos enseñado y separado 2 distintos
  procedimientos
• 1ero corresponde a una fase perceptual y
  refleja la categoría de la imagen constituyendo
  el estímulo visual a los 75-80 mseg. Simplemente
  son mecanismos de extracción de numerosas
  propiedades básicas, lo suficiente para variar a
  través de las categorías
• 2do correlaciona con la conducta del sujeto y se
  puede ver cuando comparamos la misma

32
Discusión

• categoría visual en ensayos donde las
  imágenes son o E obj o E no obj. Esta actividad
  correlaciona con la decisión del sujeto, a pesar
  de la categoría visual que sea considerada como E
  obj
• Los tiempos de reacción son inferiores a los del
  experimento anterior (Thorpe et al) por los
  cambios en las condiciones, aunque se han
  mantenido bastante constantes los tiempos de
  detección del E obj

33
Discusión

• Una conclusión es que la primera actividad
  perceptiva (que empieza en 75-80 mseg) no es
  directamente accesible a la consciencia, podría
  de lo contrario, correlacionar con la conducta
  del sujeto. Es más, los sujetos podrían hacer uso
  de esta información para generar el comando motor

34
Discusión

• La actividad relacionada con la decisión que
  surge a los 150 mseg podría, directa o
  indirectamente, participar en la consciencia de
  la escena visual
• Los datos actuales, sin embargo, no son
  suficientes para desestimar o confirmar semejante
  interpretación