Procesamiento sensorial

El procesamiento sensorial es el proceso que organiza la sensación del propio cuerpo y del entorno, haciendo así posible el uso efectivo del cuerpo dentro del entorno. En concreto, se trata de cómo el cerebro procesa múltiples entradas de modalidad sensorial, tales como la propiocepción, la visión, el sistema auditivo, táctil, sistema olfativo, vestibular, interocepción, y el sabor en productos funcionales utilizables.

Se ha creído desde hace tiempo que las aportaciones de los diferentes órganos sensoriales se procesan en diferentes áreas del cerebro. La comunicación dentro y entre estas áreas especializadas del cerebro se conoce como integración funcional. Nuevas investigaciones han demostrado que estos diferentes regiones del cerebro pueden no ser el único responsable de sólo una modalidad sensorial, pero podrían utilizar múltiples entradas de percibir lo que el cuerpo siente sobre su entorno. La integración multisensorial es necesaria para casi todas las actividades que realizamos porque la combinación de múltiples entradas sensoriales es esencial para nosotros comprender nuestro entorno.

Visión de conjunto

Durante algún tiempo se ha creído que las entradas de diferentes órganos sensoriales se procesan en diferentes áreas del cerebro, en relación con la neurociencia de sistemas. Usando neuroimágenes funcionales, se puede ver que las cortezas sensoriales específicas se activan por diferentes entradas. Por ejemplo, las regiones de la corteza occipital están ligadas a la visión y las de la circunvolución temporal superior son receptoras de información auditiva. Existen estudios que sugieren convergencias multisensoriales más profundas que las de las cortezas sensoriales específicas, que se enumeraron anteriormente. Esta convergencia de múltiples modalidades sensoriales se conoce como integración multisensorial.

El procesamiento sensorial se ocupa de cómo el cerebro procesa la información sensorial desde múltiples modalidades sensoriales. Estos incluyen los cinco sentidos clásicos de la vista (vista), la audición (oído), la estimulación táctil (tacto), el olfato (olfato) y el gusto (gusto). Existen otras modalidades sensoriales, por ejemplo, el sentido vestibular (equilibrio y el sentido del movimiento) y la propiocepción (el sentido de conocer la posición de uno en el espacio) junto con el tiempo (el sentido de saber dónde se está en el tiempo o actividades). Es importante que la información de estas diferentes modalidades sensoriales debe ser fácil identificarse. Los mismos estímulos sensoriales son diferentes en señales eléctricas, y en diferentes contextos.A través del procesamiento sensorial, el cerebro puede relacionar todas las entradas sensoriales en una percepción coherente, sobre la cual se basa en última instancia nuestra interacción con el entorno.

Estructuras básicas involucradas

Los diferentes sentidos siempre se piensa que es controlado por lóbulos separados del cerebro, denominadas áreas de proyección. Los lóbulos del cerebro son las clasificaciones que dividen el cerebro, tanto anatómica y funcionalmente. Estos lóbulos son el lóbulo frontal, responsable del pensamiento consciente, lóbulo parietal, responsable del procesamiento visuoespacial, el lóbulo occipital, responsable del sentido de la vista, y el lóbulo temporal, responsable de los sentidos del olfato y el sonido. Desde los primeros tiempos de la neurología, se ha pensado que estos lóbulos son el único responsable de su entrada una modalidad sensorial. Sin embargo, la investigación más reciente ha demostrado que puede que no sea del todo cierto.

Problemas

A veces puede haber un problema con la codificación de la información sensorial. Este trastorno se conoce como trastorno del procesamiento sensorial (SPD). Este trastorno se puede clasificar en tres tipos principales.

• Trastorno de modulación sensorial, en el que los pacientes buscan estimulación sensorial debido a una respuesta excesiva o insuficiente a los estímulos sensoriales.
• Trastorno motor de base sensorial. Los pacientes tienen un procesamiento incorrecto de la información motora que conduce a habilidades motoras deficientes.
• Trastorno del procesamiento sensorial o trastorno de discriminación sensorial, que se caracteriza por problemas de control postural, falta de atención y desorganización.

Hay varias terapias que se usan para tratar el SPD. Anna Jean Ayres afirmó que un niño necesita una "dieta sensorial" saludable, que son todas las actividades en las que participan los niños, que les brindan los aportes sensoriales necesarios para que su cerebro mejore el procesamiento sensorial.

Historia

En la década de 1930, el Dr. Wilder Penfield estaba realizando una operación muy extraña en el Instituto Neurológico de Montreal. El Dr. Penfield "fue pionero en la incorporación de principios neurofisiológicos en la práctica de la neurocirugía. El Dr. Penfield estaba interesado en determinar una solución para resolver los problemas de ataques epilépticos que tenían sus pacientes. Usó un electrodo para estimular diferentes regiones de la corteza cerebral, y le preguntaba a su paciente aún consciente qué sentía. Este proceso condujo a la publicación de su libro, The Cerebral Cortex of Man. El "mapeo" de las sensaciones que sentían sus pacientes llevó al Dr. Penfield a trazar las sensaciones que eran provocada por la estimulación de diferentes regiones corticales.La señora HP Cantlie fue el artista Dr. Penfield contratado para ilustrar sus conclusiones. El resultado fue la concepción del primer homúnculo sensorial.

El Homonculus es una representación visual de la intensidad de las sensaciones derivadas de diferentes partes del cuerpo. Dr. Wilder Penfield y su colega Herbert Jasper desarrolló el procedimiento Montreal usando un electrodo para estimular diferentes partes del cerebro para determinar qué partes eran la causa de la epilepsia. Luego, esta parte podría extirparse o alterarse quirúrgicamente para recuperar el rendimiento óptimo del cerebro. Mientras realizaban estas pruebas, descubrieron que los mapas funcionales de las cortezas motora y sensorial eran similares en todos los pacientes. Debido a su novedad en ese momento, estos Homonculi fueron aclamados como los "E=mc² de la Neurociencia".

La investigación actual

Todavía hay respuestas sin definitivas a las preguntas acerca de la relación entre las asimetrías funcionales y estructurales en el cerebro. Hay una serie de asimetrías en el cerebro humano, incluyendo cómo el lenguaje se procesa principalmente en el hemisferio izquierdo del cerebro. Ha habido algunos casos, sin embargo, en que los individuos tienen habilidades lingüísticas comparables a alguien que usa su hemisferio izquierdo para procesar el lenguaje, sin embargo, utilizar sobre todo su derecho o en ambos hemisferios. Estos casos plantean la posibilidad de que la función no puede seguir a la estructura en algunas tareas cognitivas. La investigación actual en el campo del procesamiento sensorial y la integración multisensorial es el objetivo de desbloquear los misterios detrás de esperar que el concepto de la lateralización cerebral.

La investigación sobre el procesamiento sensorial tiene mucho que ofrecer a la comprensión de la función del cerebro en su conjunto. La tarea principal de la integración multisensorial es averiguar y resolver las vastas cantidades de información sensorial en el cuerpo a través de múltiples modalidades sensoriales. Estas modalidades no sólo no son independientes, sino que también son bastante complementarias. Cuando una modalidad sensorial puede dar información sobre una parte de una situación, otra modalidad puede recoger otra información necesaria. Con lo que esta información facilita la mejor comprensión del mundo físico que nos rodea.

Puede parecer redundante que se nos está provisto de múltiples entradas sensoriales sobre el mismo objeto, pero eso no es necesariamente el caso. Esta llamada información "redundante" es, de hecho, la verificación de que lo que estamos experimentando está sucediendo. Las percepciones del mundo se basan en modelos que construimos del mundo. La información sensorial informa estos modelos, pero esta información también puede confundir a los modelos. Las ilusiones sensoriales ocurren cuando estos modelos no coinciden. Por ejemplo, donde nuestro sistema visual puede engañarnos en un caso, nuestro sistema auditivo puede traernos de vuelta a una realidad básica. Esto evita tergiversaciones sensoriales, porque a través de la combinación de múltiples modalidades sensoriales, el modelo que creamos es mucho más robusto y da una mejor evaluación de la situación. Pensándolo lógicamente,

Ejemplos

Una de las primeras sensaciones es la sensación olfativa. Evolutivo, el gusto y el olfato se desarrollaron juntos. Esta integración multisensorial fue necesaria para los primeros humanos para asegurarse de que recibieran la nutrición adecuada de sus alimentos y también para asegurarse de que no consumieran materiales venenosos. Hay varias otras integraciones sensoriales que se desarrollaron desde el principio en la línea de tiempo evolutivo humano. La integración entre la visión y audición fue necesaria para el mapeo espacial. La integración entre la visión y sensaciones táctiles desarrollado junto con nuestras habilidades motoras finas que incluyen una mejor coordinación mano-ojo. Mientras que los humanos se convirtieron en bípedos organismos, el equilibrio se convirtió en exponencialmente más esencial para la supervivencia. La integración multisensorial entre las entradas visuales, entradas vestibulares (balance), y entradas de propiocepción jugó un papel importante en nuestro desarrollo en los caminantes en posición vertical.

Sistema audiovisual

Quizás una de las integraciones sensoriales más estudiadas es la relación entre visión y audición. Estos dos sentidos perciben los mismos objetos en el mundo de diferentes maneras, y mediante la combinación de los dos, nos ayudan a comprender mejor esta información. La visión domina nuestra percepción del mundo que nos rodea. Esto se debe a que la información visoespacial es una de las modalidades sensoriales más fiables. Los estímulos visuales se registran directamente en la retina y hay pocas distorsiones externas, si es que hay alguna, que proporcionen información incorrecta al cerebro sobre la verdadera ubicación de un objeto.Otra información espacial no es tan confiable como la información espacial visual. Por ejemplo, considere la entrada espacial auditiva. A veces, la ubicación de un objeto se puede determinar únicamente por su sonido, pero la entrada sensorial se puede modificar o alterar fácilmente, dando así una representación espacial menos confiable del objeto. Por lo tanto, la información auditiva no se representa espacialmente a diferencia de los estímulos visuales. Pero una vez que uno tiene el mapeo espacial de la información visual, la integración multisensorial ayuda a reunir la información de los estímulos visuales y auditivos para hacer un mapeo más sólido.

Se han realizado estudios que muestran que existe un mecanismo neuronal dinámico para hacer coincidir las entradas auditivas y visuales de un evento que estimula múltiples sentidos. Un ejemplo de esto que se ha observado es cómo el cerebro compensa la distancia del objetivo. Cuando habla con alguien o ve que sucede algo, las señales auditivas y visuales no se procesan al mismo tiempo, pero se perciben como si fueran simultáneas. Este tipo de integración multisensorial puede dar lugar a ligeras percepciones erróneas en el sistema visoauditivo en forma de efecto de ventriloquia.Un ejemplo del efecto de ventriloquia es cuando una persona en la televisión parece tener la voz saliendo de su boca, en lugar de los parlantes de la televisión. Esto ocurre debido a una representación espacial preexistente dentro del cerebro que está programada para pensar que las voces provienen de la boca de otro ser humano. Esto hace que la respuesta visual a la entrada de audio se tergiverse espacialmente y, por lo tanto, esté desalineada.

Sistema sensoriomotor

La coordinación ojo-mano es un ejemplo de integración sensorial. En este caso, necesitamos una estrecha integración de lo que percibimos visualmente sobre un objeto y lo que percibimos táctilmente sobre ese mismo objeto. Si estos dos sentidos no estuvieran combinados dentro del cerebro, entonces uno tendría menos habilidad para manipular un objeto. La coordinación ojo-mano es la sensación táctil en el contexto del sistema visual. El sistema visual es muy estático, en el sentido de que no se mueve mucho, pero las manos y otras partes utilizadas en la recopilación sensorial táctil pueden moverse libremente. Este movimiento de las manos debe incluirse en el mapeo de las sensaciones tanto táctiles como visuales, de lo contrario, uno no podría comprender dónde estaban moviendo las manos, y qué estaban tocando y mirando. Un ejemplo de que esto suceda es mirar a un bebé. El niño recoge objetos y los pone en la boca, o toques a sus pies o la cara. Todas estas acciones culminan con la formación de mapas espaciales en el cerebro y la comprensión de que "Oye, esa cosa que mueve este objeto es en realidad una parte de mí". Ver lo mismo que sienten es un paso importante en el mapeo que se requiere para que los bebés comiencen a darse cuenta de que pueden mover los brazos e interactuar con un objeto. Esta es la forma más temprana y más explícita de experimentar la integración sensorial. Ver lo mismo que sienten es un paso importante en el mapeo que se requiere para que los bebés comiencen a darse cuenta de que pueden mover los brazos e interactuar con un objeto. Esta es la forma más temprana y más explícita de experimentar la integración sensorial. Ver lo mismo que sienten es un paso importante en el mapeo que se requiere para que los bebés comiencen a darse cuenta de que pueden mover los brazos e interactuar con un objeto. Esta es la forma más temprana y más explícita de experimentar la integración sensorial.

Más investigación

En el futuro, la investigación sobre la integración sensorial se utilizará para entender mejor cómo las diferentes modalidades sensoriales se incorporan dentro del cerebro para ayudarnos a ejecutar incluso el más simple de las tareas. Por ejemplo, actualmente no tenemos el conocimiento necesario para comprender cómo los circuitos neuronales transformar las señales sensoriales en cambios en las actividades motoras. Más investigaciones realizadas sobre el sistema sensorio-motor puede ayudar a entender cómo se controlan estos movimientos.Esta comprensión se puede utilizar potencialmente para aprender más sobre cómo hacer mejores prótesis y, finalmente, ayudar a los pacientes que han perdido el uso de una extremidad. Además, aprender más sobre cómo se pueden combinar diferentes entradas sensoriales puede tener efectos profundos en los nuevos enfoques de ingeniería que utilizan la robótica. Los dispositivos sensoriales del robot pueden recibir entradas de diferentes modalidades, pero si entendemos mejor la integración multisensorial, podríamos programar estos robots para transmitir estos datos en una salida útil para servir mejor a nuestros propósitos.