El enigma de la visión: ¿está el mundo en mi cabeza?

Percepción directa y constructivismo en la ciencia de la visión.

La ciencia busca siempre explicar los hechos de experiencia inmediata. La experiencia de la visión es inicialmente una incuestionable experiencia fenomenológica. El problema al que se enfrenta la ciencia de la visión es ofrecer una explicación de las causas que producen la visión en los seres vivos y de la naturaleza misma del proceso de la visión. La solución en la ciencia de la visión ordinaria ha sido hasta ahora el constructivismo: la imagen sería un mundo “construido” neuronalmente en nuestras cabezas. Frente a esto, la protesta experiencial de las teorías fenomenológicas de la “percepción directa” ha contado hasta ahora con un débil soporte científico. Sin embargo, las tendencias actuales hacia una biofísica holísta dejan abiertas posibles hipótesis que permitirían un futuro replanteamiento de la naturaleza u ontología real de la visión como “percepción directa”. Estas cuestiones constituyen la temática de la sesión del seminario de la Cátedra CTR, el 14 de diciembre de 2006, centrada en la ciencia de la visión.

La epistemología estándar nos dice que la ciencia es un conocimiento del mundo real, producido por un cierto método (“científico”), que pretende explicar, predecir e intervenir los fenómenos naturales. Para ello describe los hechos que deben explicarse (son lo que se llama el “explicandum” = “lo que debe ser explicado”) y busca las causas que nos permiten entender cómo y por qué estos hechos son reales (las causas son el “explicans” = “lo que explica”).

La ciencia de la visión no pretende, pues, otra cosa: conocer la visión científicamente desde sus causas. El punto de partida es el “explicandum”, o sea, el hecho fenomenológico de la visión (la visión tal como la vivimos). Es la experiencia personal y social de la visión (ya que vivimos en un consenso social sobre lo que quiere decir “ver el mundo”). Por ello el primer paso de la ciencia de la visión es la fenomenología de la visión. En ella se describe la visión como fenómeno que “debemos explicar desde sus causas”.

El problema de fondo de la ciencia de la visión se plantea ya en toda su fuerza desde la fenomenología. En ella, unas experiencias apuntan hacia la “percepción directa”, pero otras lo hacen hacia el “constructivismo”. Sin embargo, la fenomenología no es el final de la ciencia, sino su comienzo. La ciencia podría llevarnos a conclusiones que nos hicieran sentir como ingenua, imprecisa o inexacta nuestra experiencia fenomenológica.

Pero también es verdad que nuestra psicología ofrecería enormes resistencias a admitir algo que estuviera en contradicción con nuestra experiencia real. La mecánica cuántica, por ejemplo, nos descubre facetas insospechadas de la realidad: pero no son contradictorias con la experiencia fenomenológica (incluso en muchos aspectos la iluminan).

Fenomenología de la “percepción directa”

El autor de referencia básica para la “percepción directa” es el psicólogo americano James J. Gibson, fallecido poco después de la publicación de su última obra en 1979. Gibson es ante todo un fenomenólogo (en el sentido de esta palabra en ciencias humanas, no coincidente con el husserliano) y así debe ser entendida en su mayor parte.

Los estudios fenomenológicos de Gibson describen cómo el hombre tiene la sensación de percibir directamente el mundo. Si “ve” las cataratas del Niágara, lo percibe como “verlas directamente” (no de forma “indirecta” o “mediada” como serían una foto, una imagen de televisión o una “imagen mental” interna). Por la visión el hombre se siente “en” el mundo. Nuestra vida y comunicación interpersonal se fundan en esta experiencia.

Con exactitud, para Gibson, no tenemos la sensación de percibir los objetos o la realidad objetiva directamente, sino los patrones o estructuras de luz. Percibimos luz: el mundo “sale a la luz”, se manifiesta en las estructuras de luz con las que “resuena” nuestro psiquismo. En este patrón de luz se hallan las claves que reflejan ya un mundo tridimensional objetivo (vg. los gradientes de la imagen de luz).

Gibson tiene, pues, aspectos fenomenológicos que, ciertamente, reflejan nuestra experiencia. Pero se atrevió a ir más allá de lo fenomenológico, afirmando que ontológicamente el proceso real de la visión es “resonancia” con los patrones externos de luz. Lo que “sentimos” refleja lo que la visión “es” en el fondo. Pero el problema de Gibson fue siempre la concordancia con la ciencia estándar de su tiempo. Esta más bien conducía, y en el fondo sigue conduciendo, a una imagen constructivista que cuenta también con importantes apoyos fenomenológicos.

Fenomenología constructivista

El constructivismo fue introducido ya por Helmholz a fines del XIX y considera que la imagen que percibimos es un evento interno producido tras un proceso constructivo realizado por el sistema neuronal desde la retina hasta los niveles superiores del cerebro. La imagen es congruente (isomórfica) con el mundo externo y por ello nos permite tomar decisiones de conducta eficaces para adaptarnos y sobrevivir. Pero, en el fondo, la imagen está en lo más intrincado de nuestro sistema neuronal: no estamos en el mundo, sino que el mundo está en nosotros.

Muchas experiencias fenomenológicas parecen avalar la hipótesis propia del constructivismo. Decimos “parecen” porque la interpretación final no está clara. La experiencia especular (nuestra imagen frente al espejo) no nos presenta la imagen donde está el patrón de luz (entre nosotros y el espejo), sino más pequeña hundida en el fondo del espejo; esta imagen parece, pues, “construida” por el sistema visual. En las alucinaciones se introducen en la imagen real figuras que no están en el patrón de luz externo, sino que han sido “puestas” (o construidas) por el sistema visual interno.

La célebre habitación de Ames es un espacio irregular que el sistema visual “normaliza”, “reconstruyendo” la imagen para verla de acuerdo con las formas ecológicas habituales; de igual forma se conocen otras muchas percepciones “reconstruidas” por razones de adaptación ecológica. Suele también aducirse como evidencia constructivista (aunque es más discutible) la percepción tridimensional de la imagen en el cine en 3D (IMAX) o en los conocidos libros del “ojo mágico”.

Neurología en la ciencia de la visión

¿Cuál es la naturaleza de la visión? ¿Cómo se explican integralmente las experiencias fenomenológicas? Esto es lo que quiere explicar la ciencia de la visión. Para ello tiene un punto de partida: la revisión de evidencias y teorías básicas que provienen de diversas ciencias. Así la física y la óptica (la luz), la psicofísica, la neurología, la teoría del color, de la organización perceptual de la imagen, de la percepción de la tridimensionalidad o del movimiento, etc.

Un aspecto básico importante son los modelos formales que la ciencia de la visión aplica en la explicación de la imagen: a saber, los modelos matemáticos ordinarios (vg. los estadísticos), el teorema de Fourier y los modelos computacionales, bien sean seriales o conexionistas (PDP, procesamiento distribuido en paralelo).

A nuestro entender, los fundamentos más básicos de la ciencia de la visión son, ante todo, la fenomenología y la neurología. La fenomenología nos da lo que terminalmente se produce. La neurología describe las evidencias empíricas más importantes que nos dicen cómo funciona el sistema visual. Centrémonos ahora en algunas observaciones sobre la neurología.

Vías de activación del sistema neuronal de la visión

La neurología tradicional ordinaria nos lleva a una visión constructivista. La luz blanca del sol (mezcla de fotones de 400-700 nanómetros de longitud de onda) se refleja en el mundo físico diferencialmente: cada punto del espacio absorbe, refleja o deja pasar la luz de forma diferente. El patrón de luz así formado llega al globo ocular. Este es una estructura óptica orientada a que la luz que viene de un punto de exterior se proyecte sobre un solo punto de la retina. Si esto no se produce, la visión terminal es borrosa y es necesaria una corrección óptica de lentillas o cristales.

El patrón de luz, pues, “transporta” una información diferenciada de cada punto exterior. La imagen llega a la retina, digamos “codificada” en un código fotónico (de luz). En la tercera capa de la retina (fotoreceptores), los fotones son absorbidos y se genera una carga eléctrica que produce la trasmisión químico-eléctrica de los impulsos nerviosos ordinarios a través de las sinapsis entre neurona y neurona. Esta estimulación pasa a la segunda capa de la retina y a la tercera (neuronas ganglionares). Los axones de éstas forman el nervio óptico que transmite la activación hacia el cerebro.

En la retina, pues, se produce una transcodificación de la imagen: del código fotónico (que desaparece) se pasa al código neuronal del que, en la perspectiva constructivista, cabe presuponer que (aunque no sabemos cómo) transmite la diferenciación de la imagen al cerebro (ya que este debe construir la imagen con todos sus detalles, perfiles o diferencias).

A través del nervio óptico una pequeña parte de la activación conduce al “colículo superior” (el centro de la visión más antiguo en el cerebro profundo) y, en su casi totalidad, al “núcleo geniculado lateral” (otro centro más moderno, también en el cerebro profundo). Desde el NGL los axones conectan con las áreas visuales del cortex occipital o cortex extriado; son las áreas V1, V2 y V3. Más arriba están también las áreas V4 y V5, y otras.

Coordinación intermodular de la imagen

La activación neuronal que produce la imagen se da en las zonas señaladas. Pero esta “red neuronal de la imagen” conecta por la llamada “vía de qué” con el cerebro temporal donde se halla la zona o módulo de reconocimiento de la imagen (la imagen de un rostro, por ejemplo, activa el reconocimiento “cognitivo” de qué es y de quién es ese rostro).

Igualmente se conecta con las zonas semánticas del lenguaje y las zonas emocionales del sistema límbico. Por otra parte, la “vía del dónde” conecta hacia arriba con el cerebro parietal, permitiendo el análisis tridimensional de la imagen como espacio en el que se produce la acción del sujeto (vg. alargar la mano para coger una taza).

Todo ello produce un sistema integrado de activación neuronal en diversos módulos que se activan conjuntamente con las redes del “sujeto psíquico” que contempla la imagen (sobre todo con las zonas frontales y prefrontales unidas a otras zonas del cerebro profundo que contribuyen también a construir la autoexperiencia del sujeto).

Interpretaciones científicas de la visión

La imagen, pues, se produce como resultado de este sistema complejo de interactivación neuronal. Sin embargo, más allá de las evidencias, la ciencia se pregunta: ¿qué es lo que en realidad hace este sistema visual hasta producir la imagen? ¿Cómo funciona y para qué ha sido diseñado evolutivamente? La respuesta ya no es una evidencia científica, sino una “interpretación” que se puede fundar en unos u otros argumentos y que, en todo caso, es discutible científicamente.

1) Procesamiento de rasgos. Esta posición considera que el sistema visual transmite una serie de interacciones neuronales en cadena que acaban en un efecto neural final que produce uno de los pequeños rasgos de la imagen (vg. un pequeño rasgo de brillo o color en un punto de la imagen interna). La imagen sería así el conjunto de esos “rasgos”.

2) Procesamiento de frecuencias. Para algunos el sistema visual es como una aplicación neurológica del teorema Fourier. A grandes rasgos: el patrón de luz se descompone en frecuencias que ascienden hacia el cerebro por diversas vías o canales independientes (esto sería la descomposición de una imagen en sus frecuencias o sinusoides aplicando la “transformada directa” de Fourier). Pero en niveles cerebrales superiores estas frecuencias se integrarían hasta producir el efecto final de una imagen unitaria (por una especie de aplicación neuronal de la “transformada inversa” de Fourier que integra los sinusoides para producir la imagen).

3) Procesamiento computacional. En realidad las neuronas visuales estarían haciendo lo mismo que hacen los ordenadores en los programas de visión artificial, bien sean seriales o conexionistas. Por tanto, la visión biológica, en animales y hombres, sería un proceso mecánico y ciego de análisis y reconocimiento de imágenes (semejante al ordenador). La experiencia de la imagen como algo “sentido” y viviente sería un “epifenómeno”, algo en el fondo “marginal” que no tiene que ver con la verdadera esencia mecánica y computacional de la imagen.

4) Procesamiento de un “campo de resonancia”. Gibson, decíamos antes, cree que el sistema visual no ha evolucionado biológicamente para realizar un “transporte” de información que llega al cerebro para que allí se construya la imagen. El sistema visual para Gibson es un instrumento biológico que pone a los seres vivos en “resonancia” con la energía externa de la luz. Crea, pues, un campo unificado interno-externo de “resonancia” que sería “percibido” por el sujeto, animal o humano.

Construtivismo puro y constructivismo computacional

El constructivismo puro considera que la evolución ha producido el sistema visual para construir internamente la experiencia viviente de la imagen que describimos fenomenológicamente. En su conjunto el sistema neuronal produce experiencia psíquica, conciencia y todos los procesos psíquicos que como tales causan la conducta. Los que defienden el procesamiento de rasgos y el procesamiento de frecuencias defienden por lo común el constructivismo puro.

El constructivismo computacional, en cambio, considera que el sistema visual no ha evolucionado para producir la “imagen percibida” viviente, sino para producir un análisis mecánico y ciego de la imagen de forma semejante a los programas de visión artificial. Este análisis es lo que el sistema visual “construye”. El computacionalismo es compatible con el procesamiento rasgos (como se ve claramente en Marr, pero no con el procesamiento de frecuencias. Tampoco lo es con el constructivismo puro.

Perspectivas actuales de la “resonancia” gibsoniana

El enfoque de Gibson siempre tuvo un fuerte apoyo fenomenológico, ya que indudablemente vivimos nuestra vida “como si” estuviéramos inmersos en los campos externos de energía luminosa. Su problema fue la falta de apoyo de los resultados en la ciencia ordinaria de la visión (la luz transporta información que permite construir neuronalmente la imagen interna).

Por ello, en mi obra de 1998 (Javier Monserrat, La percepción visual. La arquitectura del psiquismo desde el enfoque de la percepción visual, Biblioteca Nueva, Madrid 1998) defendí que quizá debemos ser existencialmente gibsonianos, pero de momento, al menos, científicamente constructivistas. Pero la verdad es que, a pocos años de 1998, el enfoque gibsoniano aparece cada vez más verosímil desde la ciencia.

El verdadero problema de la ciencia de la visión ha sido, y sigue siendo, formular una explicación científica que nos haga entendible nuestra propia experiencia fenomenológica. Esta es esencialmente “campal”, bien lo entendamos como abierta al mundo externo en sentido gibsoniano, bien como experiencia interna de la imagen (que también unifica en un campo la experiencia campal de la imagen con sus contenidos diferenciados).

Pero la explicación depende de la idea que tengamos del mundo físico, ya que las neuronas son en definitiva “bio-física”. Por ello, una física reduccionista, mecanicista y determinista, nos reduce en último término a robots (como pasa en el computacionalismo) y nos hace difícil entender cómo podría producirse una experiencia campal.

Sin embargo, la física moderna ha ido profundizando más y más la naturaleza campal de la materia. A ello ha contribuido la mecánica cuántica a partir de la ondulatoriedad, los campos de energía, la superposición, los fenómenos EPR, etc.

Autores como Frölich, Hameroff, Penrose, han abierto una línea explicativa del psiquismo que marca una tendencia que, de confirmarse en el futuro, podría suponer la propuesta de un “soporte psíquico” más apropiado para explicar el origen y organización psico-bio-física del mundo sensitivo-perceptivo. Nos referimos en general a todos los aspectos de la experiencia holística del psiquismo animal y humano, así como muy especialmente al holismo de la experiencia psíquica.

En todo caso, la visión es una experiencia psíquica crucial. Su interpretación según el constructivismo computacional nos deja dentro de un reduccionismo clásico (aunque de complejidad computacional) que no parece compatible con el humanismo de nuestra vida ordinaria. Una visión humanista hay que buscarla por la vía del constructivismo puro o por la vía de la percepción directa. En el fondo, sólo esta última daría satisfacción a nuestra experiencia de inmersión vivencial en el mundo.

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