Los científicos que lograron ver a través de los ojos de un gato

Era el año 1999 cuando un grupo de investigadores comienza un experimento que recuerda a la mítica escena de La Naranja Mecánica donde Alex es sometido a una sucesión de imágenes con los ojos abiertos. Con una ligera diferencia: en vez de una persona, los investigadores tienen a un gato. Así comenzaba el experimento que buscaba ver a través de los ojos de un felino.

El resultado del experimento lo podemos ver en la imagen a continuación y estuvo liderado por la profesora de neurobiología en la Universidad de California Yang Dan. Y es que a lo largo de la historia científica los felinos han sido uno de los animales más utilizados como banco de pruebas y experimentos, principalmente porque el cerebro de los gatos se aproxima al cerebro humano, razón por la que la ciencia ha defendido las pruebas que podrían descubrir avances en áreas como la oftalmología o la neurología.
Nicholas Dodman, científico que estudia a los felinos, apuntaba en el libro What Philosophy Can Tell You About Your Cat que los gatos tienen todas las regiones de su cerebro conectadas igual que los humanos, y que además utilizan neurotransmisores idénticos para enviar información. El científico explicaba que los felinos cuentan con lóbulos frontales, occipitales, temporales y parietales en su corteza cerebral al igual que los humanos, lo que suponía que esas partes del cerebro estaban compuestas de materia gris y blanca, también como nosotros.

El experimento llevado a cabo por Yang y su equipo fue el primero de estas características, aunque probablemente conectado y como consecuencia del que llevaron a cabo en 1960 David Hubel y Torsten Wiesel y por el que consiguieron el Premio Nobel como contribución a la neuropsicología visual. En este caso a través del estudio con un gato recién nacido. Los científicos cosieron un ojo del gato para investigar lo que ocurría durante los siguientes seis meses utilizando la vista en tan sólo uno de los ojos. Trataban de averiguar el efecto de la visión unilateral en la corteza visual primaria del cerebro.

Los investigadores concluían que el cerebro sólo puede tener una pequeña oportunidad para el desarrollo de la visión binocular cuando se dan casos de estrabismo. De acuerdo al trabajo realizado se sugería que si el cerebro en desarrollo no está expuesto a imágenes superpuestas de los dos ojos, jamás va a formar las conexiones que necesita para procesar una escena tridimensional. Finalizaban afirmando que estas puertas se cierran temprano, y que por tanto son de suma importancia.

Dos años antes, en 1958, Hubel y Wiesel habían implantado un microelectrodo en el ojo de un gato llevando a cabo una prueba experimental similar a la de Yang. El gato estaría atado con la idea de obligarle a ver un conjunto de imágenes y la finalidad del experimento era averiguar de qué forma el cerebro puede desarrollar imágenes visuales complejas a partir de un estímulo visual simple. En este caso el estudio fue clave para el desarrollo del algoritmo computacional SIFT (1999).

 Ni Hubel ni Wiesel ni Dodman fueron los únicos que han experimentado con felinos antes que Yang, pero posiblemente sí han sido los más importantes en cuanto a avances.

Imágenes a través de los ojos de un gato

Era el año 1999 y la idea de la profesora de la Universidad de California era la de avanzar en un campo que podría ayudar en el futuro a desarrollar una tecnología marcada por los ojos artificiales. La investigación por tanto partía de la teoría de una tecnología que mejorara la vida de los ciegos o incluso la posibilidad de grabar vídeos de lo que estamos viendo.

El equipo de científicos conectó el cerebro de un gato a un ordenador para crear imágenes de lo que el animal estaba viendo. A continuación lo obligaron a mirar a la pantalla que mostraba diferentes escenas. Trataban de golpear ligeramente en el cerebro del animal y ver directamente a través de sus ojos. Para ello habían insertado electrodos de fibra en el centro de procesamiento de visión del cerebro del gato.

Los electrodos miden la actividad eléctrica de las células del cerebro y transmiten esta información a un ordenador cercano, que a su vez decodifica la información y la transforma en una imagen visual. Mediante el registro de la actividad eléctrica de las neuronas en el tálamo, una región del cerebro que recibe las señales de los ojos, los investigadores fueron capaces de ver las formas que apreciamos en las imágenes y en el vídeo final.

Según explicaron en la investigación, el equipo utilizó lo que describieron como una “técnica de decodificación lineal” para convertir las señales de las células estimuladas en imágenes visuales. En total fueron 11 experimentos donde se monitorizaron 177 neuronas del tálamo que respondían a la luz o la oscuridad construyendo una imagen en blanco y negro del campo visual de la retina del gato. Como se estimularon las células del cerebro, la imagen de lo que el gato veía se reconstruía.

Por ejemplo una prueba fue con una cara. Aunque la imagen reconstruida era más bien difusa, se puede observar claramente que se trata de una versión de la escena original. Los investigadores señalaron que era posible obtener una imagen más clara accediendo a más neuronas. Los otros ejemplos utilizados fueron dos escenas de bosques donde predominaban los troncos como objetos prominentes.

Finalmente exponían que el trabajo había sido capaz de conectar directamente con el cerebro y extraer una imagen visual, lo que supone producir una “interfaz del cerebro” que podría permitir en el futuro el control de órganos artificiales y tecnologías avanzadas únicamente con el pensamiento. De la misma forma, la profesora Yang mantenía como “concebible” que con el tiempo se pueda grabar lo que una persona ve a través de otra persona, ya sea en tiempo real o imágenes de fechas anteriores.

Cómo ve el mundo un gato

Este tipo de estudios, en constante conflicto con organizaciones y defensores de animales como PETA, ha tenido una gran variedad de pruebas, muchas de dudoso resultado, otros grandes avances que han servido para lograr hitos en la ciencia médica.

Hoy sabemos mucho más acerca de los gatos y el mejor ejemplo de ello lo tenemos en las representaciones de las que hablamos en el 2013 cuando el artista Nikolay Lamm, en un trabajo en conjunto con un equipo de biólogos y veterinarios, explicaba cómo es el mundo a través de los ojos de un gato. Son imágenes retocadas a partir de fotografías que recrean su visión de 200 grados (la nuestra es de 180).

El gato tiene dos tipos de células en el interior de los ojos, los conos (son minoría) y bastones (son mayoría). Precisamente los bastones captan más luz pero a la vez se saturan cuando hay demasiada y no son sensibles al color. Por eso los gatos ven mejor en la oscuridad (seis veces más que los humanos) y a la luz del día ven demasiado “claro”. En cuanto al color, los investigadores consideran que los gatos son dicromáticos y que en general su visión muestra ausencia de colores rojos. Les dejamos con el resto de imágenes de Lamm.