ESTUDIO NEUROFISIOLÓGICO DE LA PERCEPCIÓN VISUAL TEMPRANA

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ESTUDIO NEUROFISIOLÓGICO

DE LA PERCEPCIÓN VISUAL

TEMPRANA

VII Jornadas Neurofisiológicas

Hospital Ramón y Cajal

Fundación Promiva

Elena Caro Martínez

([email protected])

Jorge Muñoz Ruata

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• La visión, es decir la trasformación de la imagen

retiniana en percepción, comienza en la retina

para acabar en la corteza con una extraordinaria

rapidez y aparente facilidad

• Esta rapidez y aparente facilidad ocultan la gran

complejidad del sistema neurofisiológico

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• Primer nivel cortical: Estructuras Occipitales

• Sistemas complementarios

• Frontal

• Temporal

• Parietal

• Medidas neurofisiológicas

• Potencial evocado visual (PEV)

• Potenciales relacionados con eventos (ERPs)

• Relaciones con procesos cognitivos

Percepción Visual

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Vía Visual I

Retina

Nervio Óptico

Quiasma Óptico

Cintillas Ópticas

Tálamo

(N. Geniculado Lateral)

Radiaciones Ópticas

Corteza Visual

(Lóbulo Occipital)

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(6)

Magnocelular - Parvocelular

Tipo

Fuente

Tipo de

Información

Respuesta

Magnocelulares Bastón

Movimiento

Profundidad

Brillo

Información rápida

y transitoria

Parvocelulares

Conos

Color

Forma

Información lenta

y sostenida

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Vía Visual III

Lóbulo PARIETAL

posterior

Lóbulo FRONTAL

Lóbulo

PREFRONTAL

Lóbulo TEMPORAL

Inferior (IT)

VÍA

Núcleos óculo-motores

Lóbulo OCCIPITAL

(V1)

(8)

Vía Ventral

(parvocelular)

Temporal inferior

Vía del ¿Qué?

Vía Dorsal

(magnocelular)

Parietal posterior

Vía del ¿Dónde?

Lóbulo Frontal

La percepción es un conjunto de funciones

superpuestas que son conducidas principalmente

por dos vías neuronales

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• Su funcionalidad está en estudio:

• Vía del Dónde: reconocimiento de la estructura espacial

• Vía del Qué: reconocimiento del objeto

• Descritas por Ungerleider & Mishkin, M. (1982)

• Goodale y Miller 1992, Miller y Goodale 2008: Visión para

la acción(vía dorsal)

• Anatómicamente (macaco) comunicación corteza

prefrontal con las vías dorsal y ventral: Cavada y Goldman

Rakic (1989), Cavada (2000)

• Electrofisiología en humanos. Foxe y Simpson 2002: La

vía dorsal llega al lóbulo frontal antes que la ventral

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Potenciales Evocados

Potencial Evocado Visual

(PEV)

Estímulo Físico

Estímulo Cognitivo

Potenciales

Relacionados con

eventos (PRE, ERPs)

Nos permiten explorar las vías nerviosas que

llevan la información desde el nervio óptico

(11)

(12)

Potencial Evocado Visual (PEV): Obtención

Estímulo Físico

ms

µV

N75

N145

P100

103.50 ms +25.0 +21.9 +18.8 +15.6 +12.5 +9.4 +6.3 +3.1 0 -3.1 -6.3 -9.4 -12.5 -15.6 -18.8 -21.9 -25.0

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• Exploran la integridad de la vía visual desde

mácula a corteza occipital

• N75-P100-N135 ó 145

• Se puede explorar con damero o con flash

• Cualquier alteración de la vía visual se puede

traducir en un PEV anómalo

(14)

ms

-10.0

40.0

90.0

140.0

190.0

240.0

290.0 µV

0.0 -5.0

-10.0

-15.0

-20.0

-25.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0 N75

N145

P100

103.50 ms +25.0 +21.9 +18.8 +15.6 +12.5 +9.4 +6.3 +3.1 0 -3.1 -6.3 -9.4 -12.5 -15.6 -18.8 -21.9 -25.0

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Potencial Evocado Visual II

-10.0

40.0

90.0

140.0

190.0

240.0

290.0 µV

_0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5 -2.5

-5.0

-7.5

-10.0

-12.5

P100

+6.3 +5.5 +4.7 +3.9 +3.1 +2.3 +1.6 +0.8 0 -0.8 -1.6 -2.3 -3.1 -3.9 -4.7 -5.5 -6.3

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Potenciales endógenos (N1 visual)

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• Visualización pasiva de escenas:

Schulman y Galambos (1978)

• Reconocimiento de letras:

Warren y Wideman (1983)

• Orientación y selección:

Harter, Anllo-Vento y Wood (1989)

• Reconocimiento pasivo de caras:

Csibra, Kushnerenko y Grossmann (2008)

• Imágenes de Kanisza:

(Brodeur et al. 2008)

• Oddball visual:

(Vogel y Luck 2000, Smith et al. 2007, Muñoz-Ruata et al 2010)

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• Onda N1a:

• Mayor negatividad tras la onda P100 con latencia entre

88 msg y 168 msg en electrodos frontocentrales

• Onda N1b:

• Mayor negatividad; entre 132 msg y 220 msg en

occipito-temporales

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Onda N1 Paradigma oddball figuras geométricas

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Onda única

La aparición frontal de la onda N1 fue inicialmente

considerada como la primera parte de la que aparecía

(21)

• Makeig et al. (1999): análisis de componentes independientes (ICA)

Dos factores N1a, izquierdo y Derecho

Un factor N1b

• Saron et al (2001): N1a vías visuales dorsal y ventral

• Gonzalez-Rosa et al. (2006):

Esclerosis múltiple: “N1a” positiva extensión de la P100

Controles: N1a y N1b independientes

• Smit et al. (2007): componentes principales (PCA)

Dos factores: N1a y N1b

• Proverbio, Del Zotto and Zani (2007):

N1b-animales. N1a.Objetos artificiales

• Muñoz-Ruata y Caro-Martínez (2011): componentes principales (PCA)

Dos factores: N1a y N1b

(22)

• Paradigma de atención espacial

• Análisis de componentes independientes (ICA)

• 3 Ondas:

• N1a frontal derecha

• N1a frontal izquierda

• N1b occipito-temporal

(23)

• Estímulos visuales simples

• N1a

• N1b

• El estímulo hemiretiniano activaba el córtex

frontal independientemente de la activación

occipital y la respuesta motora

• Atribución: Vía dorsal y Vía ventral

Saron et al (2001)

(24)

• Imágenes naturales frente a artificiales

• Objetos artificiales: mayor activación N1a

• Animales: mayor activación de la onda N1b

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• Paradigma odd-ball: (651 gemelos)

• Componentes principales:

• N1a frontal

• N1b occipito-temporal

• Heredabilidad:

• Frontal 22%

• Occipital 43-50%

Smit et al (2007)

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• Paradigma espacial (Posner)

• Enfermas de Esclerosis Múltiple (Benigna y

Remitente-recurrente) y controles

• La onda N1a se positivizaba en EM:

¿falta de mielinización?

• La no formación de la N1a implica pérdida de

conexión fronto-occipital

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• Paradigma odd-ball

• Adolescentes con DI

• Análisis Factorial de Componentes Principales

• Dos componentes: N1a y N1b.4 Factores

Muñoz-Ruata y Caro-Martínez (2011)

0.9

0.7

0.6

0.2

0.0

0.1

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• En el lóbulo occipital se produce la llegada del estímulo

visual físico y esto se ve ya a 75 ms…N75-P100-N145

• Con estímulos visuales que impliquen una operación

cognitiva se producen además dos ondas negativas

independientes y de diferente significado funcional

• N1a-Frontal

• N1b-Occipital

• La formación de la onda N1a se atribuye a la actividad

inducida por redes neuronales que conectan

áreas

visuales sensoriales con zonas prefrontales

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GRACIAS

ESTUDIO NEUROFISIOLÓGICO DE LA PERCEPCIÓN VISUAL TEMPRANA

Elena Caro Martínez / Jorge Muñoz Ruata