7 Predictive Quantization for Data Volume Reduction in Staggered
2.2 SAR Image Formation
Decíamos que la percepción es un proceso mediante el cual el organismo extrae del medio la información que necesita para adaptarse. Este proceso perceptivo tiene una serie de etapas. En primer lugar, tenemos el input o
entrada estimular. Evidentemente, para que se produzca la extracción de información, el medio tiene que ponerse
en contacto, a través de los estímulos que transmiten los mensajes, con los órganos de los sentidos. Ahora bien, la información física transmitida por los estímulos no es directamente utilizable por el organismo, sino que debe ser transformada. A esta transformación de la información física en mensajes informativos o impulsos nerviosos se le da el nombre de transducción sensorial Una vez transducidos o transformados los mensajes físicos en impulsos nerviosos, éstos son enviados a los centros superiores del cerebro (transmisión y proyección cerebral) donde son recibidos, seleccionados, decodificados e interpretados antes de dar la respuesta. Por último, en la respuesta o experiencia perceptual se revela el mundo, el contenido de la percepción, como una realidad estructurada, estable y significativa para el sujeto.
Estas cuatro etapas pueden interpretarse siguiendo el conocido esquema de la teoría de la información, de manera que el mensaje es codificado en la fuente (input), se transmite a través de un canal de comunicación y se decodifica en el destino (output). Un mensaje telegráfico formado por unidades lingüísticas que se desea enviar, por ejemplo, desde Madrid a Barcelona, tiene que ser codificado en Morse y transmitido a través de los hilos telegrá ficos para ser decodificado en unidades lingüísticas comprensibles en su destino. Los estímulos equivalen al input, las respuestas del organismo son el output y el organismo es el canal de comunicación, con dos importantes diferencias: a) que el canal, en este caso, no es estático, pues las propiedades del organismo pueden modificar los estímulos, y b) las respuestas dadas por el organismo pueden modificar las propiedades del canal.
3.1. El estímulo
En relación directa con estas cuatro fases, se plantean otros tantos problemas psicológicos que vamos a abordar seguidamente. El primer problema a considerar es el del estímulo. Decíamos más arriba que la primera exigencia de la percepción es que el medio a percibir se ponga en contacto con los órganos de los sentidos, y esto sólo es posible a través de los estímulos que transmiten la información. Conviene pues aclarar algunas ideas sobre concepto, clases y realidad psicológica del estímulo, una realidad sumamente problemática y abundantemente analizada en los últimos años.
Se suele llamar estímulo a la energía física que excita un órgano sensorial (como el ojo o el oído) y produce un efecto en el organismo. Afinando más la definición, algunos psicólogos suelen distinguir entre estímulo y objeto- estímulo. El libro que tenemos sobre la mesa es un objeto-estimulo, pero las energías luminosas del libro que inciden sobre la retina del ojo son un estímulo. La distinción es pertinente, puesto que un objeto estímulo puede dar lugar a una serie ilimitada de estímulos, mientras que el mismo estímulo puede ser producido por diferentes objetos- estímulo. Esta distinción no está muy lejos de aquella otra bien conocida de Koffka entre estímulo distal y estímulo proximal. La página del libro es físicamente una serie de letras o manchas de tinta: es el estímulo distal; ahora bien, no es la página del libro lo que se pone en contacto con el ojo, sino el patrón de rayos luminosos reflejado desde esa página; estos rayos de luz son los verdaderos estímulos proximales. Los estímulos pueden ser de carácter electro- magnético, mecánico o químico. Los estímulos electromagnéticos, como la luz, configuran un espectro que va desde los rayos cósmicos hasta las ondas electromagnéticas lentas. El espectro visible para el ojo humano es, sin embargo, mucho más reducido e incluye longitudes de onda entre los 390 y los 700 milimicrones. Los estímulos mecánicos, como las vibraciones acústicas, implican una actividad sostenida o intermitente. También en este caso, el oído humano se mueve en torno a una banda bastante reducida, ya que sólo puede percibir sonidos de una frecuencia que oscila entre 20 y 20.000 ciclos por segundo. Los estímulos químicos abarcan diferentes sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Aunque en principio parece que los órganos sensoriales responden directamente a los estímulos, a lo que responden en realidad es a los cambios de estimulación, hasta el punto de que los patrones de energía estáticos y uniformes pueden provocar una habituación y, consiguientemente, debilitar e inclu so suprimir la respuesta en los receptores orgánicos. Es un hecho de experiencia bien conocido que las gafas, al principio, se sienten, e incluso incomodan al sujeto que las estrena. Pero, pasados algunos días, el sujeto se acostumbra a llevarlas puestas sin tener apenas conciencia de ello. Este proceso de habituación del sujeto por parte del estímulo tiene múltiples aplicaciones en casi todos los campos de la conducta, explicando, a veces, la sorprendente ineficacia de muchos sistemas de refuerzo.
Un área de indiscutible interés y actualidad es la que se refiere a la realidad psicológica del estímulo, es decir, qué es y qué función cumple psicológicamente el estímulo. Gibson14 planteó hace unos años este problema en un
artículo que se ha hecho ya clásico y que ha despertado en psicología una am plia corriente de investigación, especialmente en los últimos años. Pinillos ha resumido y glosado perfectamente el contenido de la reflexión ofrecida por Gibson y que se puede centrar en torno a estos interrogantes que pretenden clarificar la realidad psicológica del estímulo en sí mismo, en relación con el sujeto, con la respuesta o con el medio.
Por lo que se refiere a la cuestión de si el estímulo se puede analizar en términos puramente físicos o ha de hacerse también en términos de procesos sensoriales, está claro que el estímulo no se agota en la realidad puramente física, sino que la trasciende, vinculándose esencialmente al proceso sensorial (a la respuesta que produce). Un asunto que preocupa, y mucho, es si el estímulo motiva al sujeto o simplemente provoca en él una respuesta. Evi- dentemente, no todos los estímulos motivan, ni todos los individuos reaccionan de la misma forma al mismo estímulo, pues siguiendo el viejo aforismo de «quidquid recipitur ad modum recipientis recipitur», la reacción depende fundamentalmente de la naturaleza del receptor.
De la misma manera interesa constatar que el estímulo no es una causa suficiente de la respuesta, va que, de lo contrario, una vez aplicado el estímulo, se produciría infaliblemente la respuesta, lo cual evidentemente no es lo que sucede en la realidad. Un refuerzo, por ejemplo, lo mismo que un consejo, no tienen por sí mismos la virtud de cambiar la conducta. Y esto es así, porque hay otros muchos elementos, además del estímulo, que participan en la determinación de la respuesta.
Los estímulos están en la realidad y no son creación ilusoria de los sentidos, son prolongaciones energéticas de las cosas que están en contacto con los sentidos; es más, no se convierten en estímulos mientras no inciden en un órgano receptor que transforma la energía física en impulso nervioso, es decir, en mensaje informativo. Por último, ante el interrogante de si los estímulos transmiten información de las cosas o se limitan a producir las cualidades sensoriales propias de los sentidos afectados por la estimulación, conviene señalar que transmiten información acerca de las cosas, información que es devuelta por los sentidos. En realidad, el que siente no es el sentido, sino el sujeto, y siente las cosas desde las cuales llegan los estímulos.
3.2. Los receptores
Decíamos que la transducción sensorial era la transformación de la energía física, que no es utilizable directamente por el organismo, en impulso nervioso; y esta transformación se produce en los órganos receptores. Ahora bien, los receptores o células nerviosas unas veces están distribuidos por el tejido superficial o profundo, otras están agrupadas en zonas restringidas, como los músculos o tendones, o pueden encontrarse en un órgano sensorial. Esto nos obliga a referirnos a los receptores. La clasificación más extendida de los receptores es la de Sherrington: exteroceptores, propioceptores e interceptores. Los exteroceptores o sentidos dístales -el ojo y el oído- analizan la realidad exterior. La visión traduce la energía luminosa y la audición la energía sonora. Los propioceptores o próxi- mos hacen referencia a los sentidos del tacto, del gusto y del olfato. Los sentidos cutáneos o del tacto tienen receptores repartidos por la piel y traducen cambios en el tacto: frío, calor y sensación dolorosa. El sentido químico del gusto detecta cambios en la composición de los líquidos que estimulan la lengua. El sentido químico del olfato detecta los gases que llegan a la nariz. Los interoceptores o sentidos profundos abarcan el sentido cinestésico, estático y orgánico. El sentido cinestésico está relacionado con cambios en la posición del cuerpo y con el mo- vimiento de los músculos. El sentido estático tiene que ver con cambios en el equilibrio del cuerpo, y el sentido orgánico con cambios relacionados con el mantenimiento de la regulación de funciones orgánicas, como la alimentación.
La transducción sensorial es un fenómeno complejo todavía no bien conocido. Quizás el más analizado es el que tiene lugar en la visión. Como se sabe, los bastones son los receptores responsables de la visión nocturna, y los conos de la visión diurna y cromática. En los bastones hay una sustancia química llamada rodopsina. Al entrar, la luz blanquea la rodopsina que se descompone en otras dos sustancias: retinina y vitamina A. De esta manera se dis- para la energía provocando la respuesta de la célula y poniendo en marcha el potencial de acción del nervio correspondiente. Así se traduce la energía física en impulsos nerviosos. Durante la visión normal diurna, los bastones, al permanecer blanqueados, no pueden responder, pero en cuanto entran en la oscuridad, la rodopsina se regenera y los bastones recobran su sensibilidad. Así se explica que al entrar desde el exterior en un cuarto oscuro, al principio no veamos nada y luego, poco a poco, comencemos a distinguir algunos objetos. Es entonces cuando los bastones empiezan a funcionar.
El proceso que se produce en los conos es mucho menos conocido, aunque el ciclo regenerativo de la yodopsina parece semejante al de la rodopsina, si bien son notables las diferencias dentro del proceso general por el cual la yodopsina hace iniciar la actividad de un simple elemento neural. La transducción que tiene lugar en los receptores que analizan la energía mecánica localizada en los oídos consiste en la transformación del movimiento de los receptores en energía eléctrica. Las ondas sonoras provocan una perturbación del fluido endolinfatico del oído interno. La onda sonora, al atravesar la indolinfa, hace que las células pilosas se inclinen o vibren, y de ese modo provoquen cargas eléctricas en las fibras que van de la célula misma al nervio auditivo.
La transformación de la estimulación química de la lengua y de la cavidad nasal en impulsos nerviosos, que se realiza en el sistema nervioso, todavía es un problema sin resolver y sobre el que se ha especulado considerablemente. Se ha sugerido, por ejemplo, que el tamaño, la forma y la carga eléctrica de las moléculas gaseosas que se introducen en la cavidad nasal son de gran importancia en la transducción de la energía.
3.3. La transmisión y proyección cerebral
La etapa de la transmisión y proyección cerebral de los impulsos nerviosos tiene una enorme trascendencia para la percepción. Vamos a tomar el caso de la visión para ejemplificar esta etapa del proceso perceptivo. Al ser estimulados los receptores o células visuales (bastones y conos) por la luz entrante, la excitación se transmite a todas las células bipolares que, a su vez, retransmiten la señal a las células ganglionares cuyos axones constituyen el nervio óptico. Los nervios ópticos de los dos ojos se cruzan a medio camino entre ellos, en el llamado quiasma óptico. Este es el punto exacto en el que ciertas fibras neurales cruzan de una parte de la cabeza a otra, es decir, las fibras de la mitad temporal de cada ojo permanecen sin cruzar, mientras que las fibras de la mitad nasal se cruzan en el quiasma. Así, las fibras de la mitad derecha del ojo izquierdo se cruzan en el quiasma y se juntan con las fibras sin cruzar de la mitad derecha del ojo derecho, y las fibras de la mitad izquierda del ojo derecho cruzan y se juntan con las fibras sin cruzar de la mitad izquierda del ojo izquierdo. De esta forma, cada ojo está representado en cada lado del cerebro. A partir del quiasma óptico, las fibras continúan hasta el cuerpo geniculado lateral, en el tálamo, donde hacen sinapsis con las fibras que forman las radiaciones ópticas y se proyectan en el lóbulo occipital del córtex.
3.4. La respuesta. El córtex visual
Los estudios experimentales realizados por Hubel y Wiesel sobre la visión de los gatos ponen de relieve la complejidad de la experiencia visual. Para realizar adecuadamente sus experimentos, anestesiaban a un gato y lo ponían con los ojos abiertos frente a una pantalla donde proyectaban diversas imágenes. Luego introducían unos microelectrodos en el córtex visual, para registrar la actividad de las neuronas en respuesta a los patrones de luz proyectados en la pantalla. Así, proyectando y cambiando los flashes de luz sobre la pantalla, averiguaban qué patrones de los que estaban estimulando la retina del ojo evocaban respuestas en las células del córtex visual. Hay que tener en cuenta que la retina del gato está compuesta por millones de receptores y que una célula cortical está conectada sólo a un pequeño número de células retínales, lo que suponía pasar horas y horas proyectando flashes sobre diferentes áreas de la retina hasta acertar con la combinación exacta que activara las células corti cales que estaban estudiando. El gran descubrimiento de Hubel y Wiesel es la extrema especialización de cada una de las células del córtex visual.
Según estos investigadores, hay tres clases de células. Las células simples responden a estímulos lineales, o formas como hendiduras, barras, bordes, etc.; además, la respuesta de la célula depende de la orientación de la barra y de su posición en el campo receptivo de la célula. Por ejemplo, una barra que se muestra en la pantalla en posición vertical puede activar una célula, pero ésta no responde si la barra se desplaza hacia un lado o se mueve alejándose de la vertical.
Las células complejas también responden a barras y bordes, a condición de que esos estímulos estén adecuadamente orientados con relación a la célula correspondiente estudiada. Se distinguen de las simples en que sólo exigen para reaccionar la orientación correcta de los estímulos y no su posición exacta.
Es decir, el estímulo es efectivo, cualquiera que sea su posición en el campo receptivo, con tal de que esté bien orientado. Las células hiper-complejas están relacionadas con estímulos más específicos, de manera que dan una respuesta máxima cuando la línea o el borde que atraviesa el campo receptivo se detiene en uno o ambos extremos. Las células corticales no están dispuestas de manera casual, sino que están altamente organizadas. Desde el punto de vista funcional, el córtex está subdividido como una colmena en pequeñas columnas, cada una de las cuales se extiende desde la superficie hasta la sustancia blanca. Una columna se define funcionalmente por el hecho de que los niveles de células que hay en ella tienen la misma orientación del campo receptivo.
Estos resultados tienen un gran interés con respecto a la vieja polémica en la psicología de la percepción, entre los defensores del localismo y del totalismo. Como señala Pinillos15, hay localizaciones y correspondencias punto a
punto entre los receptores y sus proyecciones corticales, pero funcionan de un modo totalizado. Y apoyándose en los sorprendentes trabajos de Polyak, que ponen de manifiesto que estímulos que percibimos de forma unitaria (co- mo la flecha clásica de sus experimentos) están representados en forma dicotómica en el cerebro (la mitad en un hemisferio y la mitad en el otro), concluye que las respuestas del organismo son demasiado precisas para dejar de haber una correspondencia punto a punto, y a la vez demasiado plásticas para que sea sólo punto a punto.