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Training the Next Generation of European Visual Neuroscientists for the benefit of innovation in health care and high-tech industry

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Unas tecnologías novedosas ayudan a desentrañar la complejidad de la visión y el encéfalo

La corteza visual humana puede aprender y adaptarse a un entorno visual en constante cambio. La mejora del conocimiento sobre la estabilidad y la plasticidad de la corteza visual puede impulsar la innovación en la atención sanitaria y la tecnología, como la inteligencia artificial.

Salud

El rápido desarrollo de las ayudas visuales y las tecnologías para la restauración de la función visual, como los implantes de retina, requiere la comprensión de los mecanismos neuronales subyacentes. Gracias al respaldo del programa Marie Curie, el proyecto NextGenVis se propuso comprender la capacidad de adaptación del sistema visual y cómo puede reorganizarse su maquinaria neuronal. Formación de la próxima generación de neurocientíficos visuales Para lograr estos objetivos, el programa de formación científica de NextGenVis financió a quince estudiantes de doctorado de toda Europa para que trabajaran en cuestiones importantes relacionadas con la visión humana. El proyecto combinó conocimientos especializados y recursos únicos en imaginología encefálica, psicología, neurología, oftalmología e informática. Tal y como el profesor Frans Cornelissen, coordinador del proyecto, explica: «Nuestro objetivo era formar a la próxima generación de neurocientíficos visuales y sentar las bases para futuros descubrimientos e innovaciones en neurociencia, neurología y oftalmología». Los estudiantes abordaron cuestiones que iban desde preguntas clínicas fundamentales sobre enfermedades oculares y encefálicas hasta modelos computacionales de la visión que proporcionan información al campo en rápida expansión del aprendizaje automático. Los algoritmos de aprendizaje profundo robustos, que imitan de manera más precisa la forma en la que funciona el encéfalo humano, pueden ayudar a entender mejor la corteza visual. El objetivo era comprender el sistema visual en su conjunto, incluidos los ojos, las rutas visuales y el encéfalo. Un trabajo pionero brinda información muy detallada sobre la corteza visual La red logró resultados prometedores, algunos de ellos con repercusiones comerciales directas. Un procedimiento de evaluación rápida basado en el seguimiento ocular puede revolucionar algunos aspectos del cribaje visual precoz y ayudar al diagnóstico del glaucoma y de muchas otras enfermedades oculares y neurológicas. Es más, se desarrolló una técnica de IRM funcional (IRMf) para el cartografiado del campo receptivo de la población neuronal, lo que ayudó a mejorar la precisión con la que puede estudiarse el encéfalo. Los investigadores crearon asimismo un flujo de trabajo de última generación que permite el análisis preciso del procesamiento encefálico y ayuda a desentrañar el flujo de información entre las diferentes áreas del encéfalo. La técnica de IRMf se empleó para evaluar la actividad encefálica en aras de respaldar la rehabilitación de pacientes con atrofia cortical posterior; una enfermedad encefálica relacionada con déficits de visión y atención que puede ser un precursor de la enfermedad de Alzheimer. Para favorecer el diagnóstico de la pérdida de visión en pacientes con albinismo, una enfermedad congénita caracterizada por la reducción de la pigmentación en los ojos y la piel, los investigadores realizaron satisfactoriamente mediciones de IRMf de los nervios ópticos. Además, la IRM y la IRMf se emplearon para cartografiar tanto la estructura como la función visual en el encéfalo de pacientes con daltonismo. Al mismo tiempo, los investigadores demostraron que el control de la visión podría emplearse para el diagnóstico de trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson. Finalmente, para entender mejor cómo funciona la corteza visual, los investigadores de NextGenVis examinaron el procesamiento visual de caras, un parámetro importante en las interacciones sociales. A través de una descripción matemática, lograron determinar la forma en la que el encéfalo detecta y reconoce las propiedades visuales de las caras. En palabras del profesor Cornelissen: «La comprensión de la estabilidad cortical y la plasticidad del sistema visual humano tiene, por lo tanto, una gran relevancia científica y clínica». NextGenVis proseguirá proporcionando información fundamental sobre la corteza visual y su potencial reorganización en la salud y la enfermedad.

Palabras clave

NextGenVis, visual, encéfalo, IRM, corteza visual, albinismo, enfermedad de Parkinson, glaucoma, enfermedad de Alzheimer, cartografiado del campo receptivo de la población neural, aprendizaje automático

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