El sistema que le permite a los seres humanos ver es una compleja red que permite reconocer objetos a color, pero también en blanco y negro. Recientemente, un estudio del Instituto Tecnológico de Massachussets dio a conocer una explicación de como funciona este sistema en el cerebro humano.

Asimismo, el estudio también concluyó que las personas que nacen sin vista y la pueden obtener a través de una cirugía, tienen mayores dificultades para procesar imágenes en blanco y negro.

Los hallazgos de la investigación, cuyas conclusiones fueron divulgadas este jueves en la revista Science, destacan la relevancia de las diversas fases del desarrollo de la visión humana y ofrecerán orientación para el perfeccionamiento de los sistemas de visión artificial.

¿Cómo se forma la visión del ser humano?

En primer lugar, el estudio explica que la visión humana se va formando en varias etapas. Se sostiene que la visión de los bebés recién nacidos es difusa y sin color, y que con el tiempo mejora su nitidez. A partir de los dos meses de edad, los bebés comienzan a detectar colores, especialmente los contrastes entre rojo y verde.

Sin embargo, aún resulta difícil establecer si la visión adquirida por etapas resulta ventajosa o no para el ser humano.

Para investigar este aspecto, un grupo del MIT encabezado por Marin Vogelsang y Lucas Vogelsang empleó información del Proyecto Prakash. Esta iniciativa científica fue establecida en 2005 por el profesor de Ciencias Cognitivas y del Cerebro del MIT, Pawan Sinha, con el propósito de restaurar la visión de adolescentes indios con cataratas bilaterales densas mediante cirugía.

El equipo realizó una prueba simple de reconocimiento de objetos, utilizando imágenes tanto en color como en blanco y negro, con los niños como sujetos de estudio. Al comparar los resultados con un grupo de niños que poseían visión normal, observaron que tenían mayores dificultades para reconocer imágenes de objetos cotidianos en escala de grises que en color.

Una posible ventaja del reconocimiento tardío del color

Los investigadores sugieren la hipótesis de que el desarrollo tardío de la percepción del color que desarrollan los niños les permite más adelante tener un reconocimiento robusto de objetos frente a las variaciones del color. 

En contraste, los niños que no tienen esa etapa, y que aprenden a vislumbrar colores directamente como los que fueron operados en el proyecto Prakash "confían más en la percepción del color a la hora de identificar objetos", según explica el diario Vanguardia.

Para profundizar en esta idea, llevaron a cabo simulaciones utilizando redes neuronales profundas. Una de estas redes estaba entrenada para reconocer objetos tanto en escala de grises como en colores, mientras que la otra solo estaba capacitada para comprender imágenes en color.

Diferencias entre ambos modelos

El hallazgo de los investigadores fue que el modelo inspirado en el desarrollo visual del ser humano puede reconocer de manera precisa objetos de cualquier tipo de imagen y también con manipulaciones del color. En contraste, el otro modelo, similar al de los niños intervenidos de Prakash no funcionaba tan bien con las imágenes en escala de grises o tonos manipulados.

El estudio indica que los modelos que inicialmente reciben entradas en escala de grises tienden a confiar en las características de luz para la identificación de objetos. 

Cuando se les introduce información en color posteriormente, estos modelos no modifican significativamente su enfoque, ya que han desarrollado una estrategia efectiva. Por otro lado, los modelos que comienzan con imágenes a color y luego incorporan la escala de grises muestran una menor capacidad para alcanzar la precisión de los primeros.

Los investigadores sugieren que un proceso similar podría ocurrir en el cerebro humano, el cual es más adaptable en las primeras etapas de la vida y tiene la capacidad de aprender rápidamente a reconocer objetos enfocándose principalmente en la luminosidad.

Cuando los recién nacidos están expuestos a una información cromática limitada, el cerebro se adapta a distinguir objetos basándose en la intensidad de la luz que emiten en lugar de su color. A medida que la retina y el córtex visual se desarrollan para procesar colores, el cerebro integra esta información cromática, conservando su habilidad previa para reconocer imágenes sin depender únicamente del color.

Los autores del estudio sugieren que la limitada información sobre el color podría ser ventajosa para el cerebro en desarrollo, ya que este aprende a reconocer objetos basándose en datos limitados.

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