Un grupo del Massachussetts Institute of Technology ha descubierto evidencia de que la ilusión clásica, denominada brillo y contraste simultáneos, se basa en la estimación del brillo, que tiene lugar en la retina y no como se pensaba antes, en la corteza visual del cerebro.
En la imagen se pueden ver dos círculos que aparentemente tienen diferente brillo aunque en realidad tienen la misma luminosidad pero que, el fondo de la imagen nos hace verlos como si tuviesen diferentes tonos.
Una investigación de más de 100 años
Los científicos que estudian el cerebro han trabajado por mucho tiempo, ya más de 100 años, tratando de explicar el mecanismo de esta ilusión.
En un estudio liderado por el MIT, se sugiere ahora que el fenómeno tiene que ver con la estimación del brillo, el cual ocurre mucho antes de que la información llegue a la corteza visual del cerebro. De hecho, los investigadores suponen que esto ocurre en la retina.
«Todos nuestros experimentos apuntan a la conclusión de que este es un fenómeno de nivel bajo», indica Pawan Sinha, un profesor de visión y neurociencia computacional en el Departamento de Ciencias Cognitivas y Cerebro, del MIT.
«Los resultados ayudan a responder la pregunta sobre qué mecanismo está involucrado en este proceso tan fundamental de la estimación del brillo, el cual es uno de los pilares para otro tipo de análisis visual».
Como parte de la investigación, los investigadores estudiaron a los niños ciegos en la India y hallaron que era susceptibles a esta ilusión incluso casi inmediatamente de que su vista se había recuperado después de una cirugía, ofreciendo así más evidencia de que las estimaciones del brillo parece ser el candidato a explicar el fenómeno.
Estimando el brillo
La cuestión parece ser así: cuando vemos una imagen, nuestro cerebro percibe cierto brillo en cada parte de la imagen. Sorprendentemente sin embargo, nuestra percepción del brillo no siempre es proporcional a la cantidad de la luz que emana de cada región.
En lugar de eso, nuestra percepción es producto del color actual del objeto y de la cantidad de luz que brilla en el mismo.
«Se puede por ejemplo, tener alguna parte de la ropa que sea muy oscura, pero que esté sobre una luz brillante. La cantidad de luz que se obtiene será la misma y podría ser más que la cantidad de luz que venga de una hoja blanca expuesta a una luz no muy brillante», indica Sinha.
«El cerebro entonces tiene un reto, el de ver qué tan brillante u oscura es la superficie, basándose solamente en la cantidad de energía que recibe. En esencia, el cerebro tiene que darse cuenta cuando estos dos números se multiplican (el nivel de iluminación y la oscuridad de la superficie), para producir un número que viene a ser la energía que le llega, lo cual parece ser una tarea imposible pues hay un número infinito de pares que pueden dar el mismo producto», nos dice el investigador.
¿Proceso de alto o bajo nivel?
En el siglo XIX, el físico Hermann von Helmholtz, que fue pionero en los estudios de la visión humana, sugirió que la estimación del brillo debía ser un proceso de «alto nivel», es decir, que el cerebro estimaba la brillantez basándose en el entendimiento de alto nivel de las condiciones de luz, formas y sombras en el entorno que ve.
Y es que muchas tareas visuales, como identificar rostros u objetos, se basan en las experiencias previas o en la expectativa sobre lo que vamos a ver. Sin embargo, el experimento de Sinha y colegas sugiere que en el caso de la estimación del brillo, el proceso de alto nivel no juega un papel preponderante.
En otro experimento de brillo y contraste simultáneos, dos cuboides, uno encima del otro, que se ven muy similares, pero que tienen efectos diferentes en los puntos que se encuentran en sus caras.
El cuboide superior hace que el punto de la derecha se vea más brillante mientras que el pinto menos brillante se ve en el cuboide inferior.
«Esto es lo opuesto que pasa en el las imágenes de contraste estándar simultáneo», dice Sinha. «Este resultado va en contra de la idea de un alto nivel de procesamiento para poder estimar el brillo».
El segundo grupo de experimentos se diseñó para localizar los procesos en la estimación del brillo. Se basaron en el hecho curioso de que la vista unificada del mundo que experimentamos, construida por imágenes que emergen de los dos ojos, son acompañadas por casi una pérdida completa de la información de origen.
Esto es, muchas veces no sabemos cuáles eran las imágenes originales y qué ojo era el que las veía. Estamos pues simplemente advertidos de esta visión que emerge.
No obstante esto, gracias a imágenes diseñadas y a lentes estereográficos, los investigadores han encontrado que la estimación del brillo no necesita esperar a la información de ambos ojos y que ya ocurre en este punto.
Los resultados
«La implicación de los resultados de los dos conjuntos de estudios es que la estimación del brillo es realmente un proceso de bajo nivel y que todo parece ocurrir en la retina», comenta Sinha. «Esto parece ser inherente al sistema visual que desde que nace está preparado para esto». Y el investigador concluye: «La predicción es que la estimación del brillo es realmente un mecanismo innato«.
