Cómo decodifica nuestro cerebro la mirada de otras personas

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La mirada juega un papel central en las interacciones sociales cotidianas. Nuestra capacidad de comunicación instantánea depende de la capacidad del cerebro para detectar e interpretar la dirección de la mirada de los demás. ¿Cómo detecta nuestro cerebro la dirección de la mirada y qué factores influyen en el proceso? En un estudio reciente publicado en la revista NeuroImage, un equipo de la Universidad de Ginebra (UNIGE) logró determinar con una precisión sin precedentes el momento exacto en el que se detecta la dirección de la mirada. Estos hallazgos mejoran significativamente nuestra comprensión de los trastornos del espectro autista y podrían ofrecer perspectivas terapéuticas para las personas afectadas por la enfermedad de Alzheimer.

El cerebro percibe primero las señales visuales más globales, es decir, la orientación de la cabeza, a partir de 20 milisegundos, antes de centrarse en la información más local, es decir, los ojos, a partir de 140 milisegundos

Después de 20 milisegundos el cerebro percibe primero las señales visuales más globales, es decir, la orientación de la cabeza, antes de centrarse en la información más local, es decir, los ojos, a partir de 140 milisegundos. Crédito de la imagen UNIGE

Los rostros humanos son los estímulos visuales más comunes y consistentes que encontramos desde el momento en que nacemos. Nuestro cerebro ha desarrollado la experiencia para memorizar y reconocer rostros, así como para interpretar los mensajes que transmiten. Por ejemplo, la mirada directa indica un deseo de participar en una interacción social, mientras que evitar el contacto visual transmite el mensaje opuesto. Pero, ¿con qué rapidez puede nuestro cerebro comprender la mirada de los demás? Este tema ha sido ampliamente investigado. Sin embargo, las publicaciones existentes se centran predominantemente en el estudio de la región del ojo de forma aislada, descuidando otros factores como la orientación de la cabeza.

Análisis cerebral de la mirada
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Un equipo de UNIGE presentó a los participantes del estudio avatares 3D, cada uno con diferentes direccionamientos de cabezas y miradas. En la primera tarea del estudio, se pidió a los voluntarios que indicaran la orientación de la cabeza, mientras que en la segunda tarea debían identificar la dirección de los ojos. Al analizar la actividad cerebral mediante un electroencefalograma, el equipo de investigación descubrió que estos dos procesos se pueden decodificar de forma fiable e independiente el uno del otro.

Domilė Tautvydaitė. Crédito de la imagen: UNIGEN “El experimento también demuestra una cierta jerarquía en el procesamiento de estas dos informaciones. El cerebro percibe primero las señales visuales más globales, es decir, la orientación de la cabeza, en unos 20 milisegundos, antes de centrarse en la información más localizada, es decir, los ojos, a partir de 140 milisegundos. Esta organización jerárquica permite la integración de la información de la región de los ojos y la orientación de la cabeza, para garantizar un juicio preciso y eficaz sobre la dirección de la mirada”, explicó Domilė Tautvydaitė¹, becaria postdoctoral e investigadora asociada de la UNIGE, Facultad de Psicología y Ciencias de la Educación, y autora principal del estudio.

Después de terminar mi Licenciatura en Psicología en Lituania y mi maestría en Neurociencias, y otra maestría en Psicología Clínica y Cognitiva (Universidad de Ginebra), comencé un Doctorado en Neurociencias Clínicas. Mi trabajo se centra en los mecanismos neuronales que subyacen a la codificación y filtrado de la realidad en pacientes amnésicos con daño cerebral. (Domilė Tautvydaitė)

Image by Leroy Skalstad from Pixabay

**La investigación también demostró que la decodificación de la dirección de la mirada fue significativamente más precisa cuando se pidió específicamente a los participantes que prestaran atención a la mirada de los rostros presentados. Esto significa que el contexto de la tarea influye en la percepción y comprensión de la mirada. “En la vida cotidiana, estos resultados muestran que cuando las personas participan activamente en un ‘modo social’, reconocen mejor y más rápido las intenciones de otras personas”, explicó Nicolas Burra², profesor titular de la Facultad de Psicología y Ciencias de la Educación, y director del Laboratorio Experimental de Cognición Social (ESClab) de la UNIGE, quien dirigió el estudio.

Paradigma experimental y estímulos. (A) Procedimiento de tarea que muestra el curso temporal de la prueba experimental. El diseño de la tarea y los estímulos eran idénticos, sólo cambiaron las instrucciones de la tarea. En la tarea Mirada, los participantes debían indicar si la mirada del avatar estaba dirigida hacia la izquierda, hacia la derecha o hacia ellos. En la tarea de la cabeza se pidió a los participantes que indicaran la orientación de la cabeza (izquierda, derecha o frontal). (B) En el avatar femenino se muestran variaciones de estímulos experimentales con 5 direcciones de mirada y orientaciones de cabeza diferentes. NB: los estímulos se escalaron en escala de grises y se controlaron para detectar diferencias de bajo nivel en el experimento real. Crédito de la imagen Tautvydaitė et al.

Los investigadores indicaron que “Los participantes del estudio fueron estudiantes jóvenes sanos (de 18 a 35 años) reclutados en la Facultad de Psicología de la Universidad de Ginebra y que obtuvieron los créditos del curso por participar. Todos tenían visión normal o corregida a normal. Cuarenta y cuatro participantes sanos participaron en el Experimento 1. Los datos de 12 participantes fueron descartados de los análisis debido a la señal EEG (electroencefalograma) deficiente (5) y al rendimiento en la tarea (7), lo que hizo que la muestra final fuera de 32 participantes (3 hombres, mediana edad, ± error estándar (SE): 22,1 ± 3,3 años). El experimento 2 incluyó a 35 participantes (8 hombres, M = 21 ± 2 años) de los cuales 1 hombre fue excluido debido a problemas técnicos durante los registros de EEG.

Un método de vanguardia
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_El método utilizado proporciona resultados extremadamente precisos para estos dos mecanismos. Al integrar el análisis de la actividad neuronal mediante electroencefalografía (EEG) con técnicas de aprendizaje automático, el equipo de investigación pudo predecir la decodificación de la mirada y la dirección de la cabeza incluso antes de que los participantes se dieran cuenta. “Este método representa una importante innovación técnica en este campo, ya que permite un análisis mucho más preciso que antes”, añadió Burra.

Dr. Nicolas Burra. Crédito de la imagen: UNIGEN

La dirección importa
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En personas con trastornos del espectro autista, la decodificación de esta información puede verse afectada y puede ser preferible evitar el contacto visual. Este es también el caso de la enfermedad de Alzheimer, donde durante la evolución de la enfermedad, las dificultades de memoria empobrecen las relaciones de la persona con los demás y a menudo conducen a un aislamiento social. Por tanto, es fundamental comprender los mecanismos neuronales que detectan la dirección de la mirada.

Los resultados del estudio y el método utilizado contribuyen específicamente al diagnóstico precoz de los trastornos del espectro autista en niños. En cuanto a la enfermedad de Alzheimer, uno de los síntomas más llamativos a medida que avanza la enfermedad es la incapacidad de reconocer rostros, incluso los de los familiares. Por lo tanto, este estudio allana el camino para una mejor comprensión de los mecanismos neuronales relacionados con la reducción de la interacción social y la memoria de las caras, un tema que actualmente está estudiando la Dra. Tautvydaitė en la Universidad McGill en Canadá. Según se anunció, la investigación del laboratorio ESClab de UNIGE continuará en este campo analizando estos procesos durante las interacciones sociales de la vida real.

Importante
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El paper The Timing of Gaze Direction Perception: ERP Decoding and Task Modulation, by D. Tautvydaitė, N. Burra, fue publicado en NeuroImage
Domilė Tautvydaitė y Daniel Burra recibieron el apoyo de la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia (Swiss National Science Foundation), subvención 10001C_204387.
Asimismo, los autores agradecieron a Daniel Granja y Joana Chavaz por su ayuda en la adquisición de datos.
El artículo How our brain decodes other people’s gaze, en el sitio de UNIGE.

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¡Gracias!

La doctora Domilė Tautvydaitė participó en estos otros estudios: 2017: Marcadores de neuroinflamación asociados a la patología de la enfermedad de Alzheimer en adultos mayores; Metabolismo de un carbono, deterioro cognitivo y medidas del LCR de la patología de Alzheimer: homocisteína y más allá; El factor inhibidor de la migración de macrófagos se asocia con biomarcadores de la patología de la enfermedad de Alzheimer y predice el deterioro cognitivo en el deterioro cognitivo leve y la demencia leve; Relaciones entre los cambios de personalidad y los biomarcadores del líquido cefalorraquídeo de la patología de la enfermedad de Alzheimer; La interacción entre los rasgos de personalidad y los biomarcadores del líquido cefalorraquídeo de la patología de la enfermedad de Alzheimer modula el rendimiento cognitivo. En 2022, en un estudio en el que entre otros, participó el Dr. Burra Efecto de la mirada percibida sobre el componente N170: una revisión sistemática, y en 2024 en The Timing of Gaze Direction Perception: ERP Decoding and Task Modulation ↩︎
El Dr. Nicolas (Nico) Burra tiene su sitio web, en el que explica los trabajos que desarrolla en su laboratorio. Entre ellos: Burra y Vrticka, La ansiedad por el apego modula la dirección de la mirada N170, en revisión; Burra, El efecto de superioridad de la ira se basa en frecuencias espaciales bajas, en revisión; Kerzel D., Huynh Cong, S. & Burra, N. (2021) ¿Necesitamos supresión de la atención?, Visual Cognition, DOI: 10.1080/13506285.2021.1918304; Burra, N. y Kerzel, D. (2021), Encontrar la mirada de otra persona acorta el tiempo subjetivo al captar la atención, Cognition; Baumeler, D., Born, S., Burra, N., Ptak, R. (2020) Cuando la izquierda es una y la derecha es doble: una investigación experimental de la allestesia visual después del daño parietal derecho. Vision, 4, 16; Kerzel, D. y Burra, N. (2020). Captura por elementos del contexto, no supresión atencional de distractores, explica el PD con pequeñas pantallas de búsqueda. Journal of Cognitive Neuroscience; Burra, N. y Kerzel, D. (2019). Las demandas de tareas modulan los efectos de las caras amenazantes en la codificación perceptiva temprana, Frontiers in Psychology; Erni, B., Maurer, R., Kerzel D. y Burra, N. (2019). Percepción de la dirección de la mirada en un caso de prosopagnosia adquirida, entre otros. ↩︎