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| El cerebro humano está programado para realizar cálculos avanzados. Crédito: FreePik |
Al modelar la percepción, se suele recurrir a la inferencia activa para combinar mediciones sensoriales ruidosas con expectativas previas para estimar la estructura del entorno externo. La comprensión de la visión, la cognición, el control motor y la interacción social requiere una sólida base matemática. Aunque la investigación teórica ha demostrado cómo pueden calcularse las expectativas previas a partir de las estadísticas del entorno, es posible que numerosas estrategias de codificación competidoras realicen la instanciación neuronal de las expectativas previas.
Utilizando un enfoque basado en datos, los científicos extrajeron la representación cerebral de la orientación visual y la compararon con simulaciones de distintos esquemas de codificación sensorial.
Investigadores de las Universidades de Sídney, Queensland y Cambridge crearon un modelo matemático especial que se asemeja mucho al funcionamiento del cerebro humano en lo que respecta a la visión de lectura en un estudio publicado en la revista Nature Communications. El modelo incluía todo lo necesario para realizar la inferencia bayesiana.
Una técnica estadística llamada inferencia bayesiana utiliza nuevas pruebas y conocimientos previos para generar conjeturas. Por ejemplo, podemos suponer que algo es un perro si sabemos cómo es y vemos un animal peludo con cuatro patas.
Las personas pueden percibir de forma natural su entorno con una precisión y rapidez asombrosas, a diferencia de los robots, que pueden ser derrotados por simples medidas de seguridad CAPTCHA cuando se les pide que localicen bocas de incendios en un panel de imágenes.
El investigador principal del estudio, el Dr. Reuben Rideaux, de la Facultad de Psicología de la Universidad de Sídney, afirmó: "A pesar del atractivo conceptual y el poder explicativo del enfoque bayesiano, la forma en que el cerebro calcula las probabilidades es en gran medida un misterio".
"Nuestro nuevo estudio arroja luz sobre este misterio. Hemos descubierto que la estructura básica y las conexiones del sistema visual de nuestro cerebro están configuradas para permitirle realizar inferencias bayesianas sobre los datos sensoriales que recibe."
"Lo que hace significativo este hallazgo es la confirmación de que nuestros cerebros tienen un diseño inherente que permite esta forma avanzada de procesamiento, lo que nos permite interpretar nuestro entorno con mayor eficacia."
Los resultados del estudio no sólo apoyan hipótesis sostenidas anteriormente sobre el uso del razonamiento de tipo bayesiano por el cerebro, sino que también allanan el camino para futuras investigaciones e innovaciones en las que la capacidad inherente del cerebro para la inferencia bayesiana pueda explotarse para aplicaciones útiles que hagan avanzar a la sociedad.
El Dr. Rideaux declaró: "Nuestra investigación, aunque se centra principalmente en la percepción visual, tiene implicaciones más amplias en todo el espectro de la neurociencia y la psicología. Al comprender los mecanismos fundamentales que utiliza el cerebro para procesar e interpretar los datos sensoriales, podemos allanar el camino para avances en campos que van desde la inteligencia artificial, donde la imitación de tales funciones cerebrales puede revolucionar el aprendizaje automático, hasta la neurología clínica, ofreciendo potencialmente nuevas estrategias para intervenciones terapéuticas en el futuro."
Fuentes, créditos y referencias: