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SENTIDO DE LA VISTA

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by

anel lopez

on 22 April 2014

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Transcript of SENTIDO DE LA VISTA

VISION Y CONCIENCIA
SALVADOR DALÍ

Pintor español
Nació en 1904

¿QUE OBSERVAS?

Rivalidad binocular:

Cuando 2 patrones visuales diferentes son presentados simultáneamente.

Cuando se presenta esta situación, los cerebros toman conciencia primero de una percepción y luego la otra.


Estudios han establecido que la información visual que deja los ojos asciende a través de etapas sucesivas hasta un sistema de procesamiento de datos neuronal.

En general el tipo de procesamiento se vuelve mas especializado cuanto mas lejos la información se mueva a lo largo de la vía

La mayoría de las neuronas de v5/MT responden fuertemente a los elementos que se mueven con una velocidad especifica.

Velocidad y dirección selectiva

Muchas neuronas en estas vías visuales, tanto en V1 y en niveles mas altos responden con su selectividad característica para estímulos visuales incluso en animales que han sido anestesiados.

Un animal o un ser humano no es consciente de toda la actividad neuronal.

V5/MT
V1
NUCLEOS GENICULADOS
La mayoría de las neuronas en las primeras etapas de las vía visual responden principalmente a su estimulo visual preferido.

En las etapas posteriores de procesamiento la proporción cuya actividad reflejo la percepción del animal aumento hasta alcanzar el 90 %.

Las percepciones cambiantes que reportan los monos durante la rivalidad binocular podrían ser causados por el cerebro suprimiendo información visual en el inicio de la vía visual.
Esto produce que el cerebro perciba una única imagen en cualquier momento dado
KEEPING MONKEYS (AND EXPERIMENTERS) HONEST
*falta imagen
DYING TO SEE
TRANSPARENCIA
ARQUITECTURA
Las capas de células del lente se alinean en paralelo, la luz las atraviesa perpendicularmente.
Celulas adyacentes se entrelazan para prevenir brechas a la hora de la acomodación
La luz pasa sin dispersión y permite la claridad
STUDIES OF THE LENS
DYING TO SEE
TRANSPARENCIA
DEGRADACIÓN PROGRAMADA
1.- EMPIEZAN COMO CÉLULAS INDIFERENCIADAS DENTRO DE UNA VESICULA ESFERICA
2.- SE DIFERENCIAN A CELULAS DEL LENTE QUE TODAVÍA CONSERVAN ORGANELOS
3.- DEGRADAN SUS ORGANELOS HASTA DEJAR SOLO UNA SOLUCIÓN TRANSPARENTE Y VISCOSA HECHA DE UNA PROTEÍNA ESPECIAL LLAMADA CRISTALINA
Un tejido realmente transparente es muy difícil de conseguir por que las células tienen organelos y además algunas tienen sustancias que absorben la luz dando resultado un color (Hemo)
Po eso el lente carece de irrigación, melanina, organelos tejido nervioso y conectivo


¿SE PUEDE CONSIDERAR VIVO?

BARELY ALIVE
BROWN EYES BLUE
AZUL ES EL COLOR NATURAL DEL IRIS
MELANINA
Las células de la lente contienen una gruesa solución de proteínas grandes llamadas cristalinas en una disposición ordenada.(a)


Estas células cristalinas acumulan daños, por luz ultravioleta, oxidación o deshidratación, colapsándose en fibras mal plegadas.(b)


Las proteínas mal plegadas pueden agregarse en una masa enmarañada (c).
La masa agrupada bloquea o distorsiona la luz entrante, creando un lugar nublado en campo visual de una persona
¿CÓMO SE FORMAN LAS CATARATAS?
CAUSAS:
Procesos infecciosos maternos
Galactosemia
Rayos-X
CATARATA DEL DESARROLLO (CONGENITA E INFANTAL)

Congénita: al nacimiento
Infantil: dentro de los primeros 3 meses
El tamaño y la localización dependen del momento en que sucedió
En etapa embrionaria afecta el núcleo
En etapa fetal afecta opacidad completa
TIPOS DE CATARATAS
CATARATA METABOLICA

En pacientes diabéticos la descompensaciones del estado metabólico y las hiperglicemias conducen a la acumulación de sorbitol permitiendo la entrada de agua.
CATARATA SENIL

Irritación solar
Factores nutricionales
Compactación de fibras
Factores metabólicos
Predisposición familiar
CATARATA TRAUMATICA
Traumatismo directo
Rotura en capsula anterior provocando entrada de agua


CATARATA MEDICAMENTOSA
Esteroides de administración crónica
Pacientes con AR y LES

-opacidad completa
-percibe movimientos de
CATARATA MADURA manos y formas
-no existe reflejo rojo
-área pupilar color blanco
grisáceo.

-color blanco nacarado
CATARATA HIPERMADURA
-solo percibe luz

*Impresionista Claude Monet (1840–1926)*
PINTURA A TRAVÉS DE VIEJOS OJOS
Las células del cristalino surgen de células madre durante el desarrollo fetal temprano y contiene organelos.
Pero a medida que se diferencian, demuelen sus organelos y los escombros que quedan se vuelven transparentes.
EL SUICIDIO CONTROLADO
APOPTOSIS DE CELULAS DEL CRISTALINO
Las Proteínas destructivas dentro la célula cortan en pedazos su ADN, proteínas y mitocondrias, privando a la célula de su fuente de energía.

Generalmente, las células dañadas se suicidan para hacer sitio a nuevas células sanas.

En algunos casos, las células dañadas se matan para que no comiencen a proliferar y se conviertan en células cancerosas.

Células de la lente destruyen el núcleo y organelos pero se detiene el proceso justo antes de la demolición completa, dejando una membrana externa intacta, un citoesqueleto interior de proteínas y un plasma cristalina gruesa.



Las células del cristalino en realidad utilizan la maquinaria de muerte no para destruir sino para realizar un proceso de diferenciación
Las nuevas células de lente se forman alrededor de las ya existentes, acumulándose como capas de cebolla alrededor de un núcleo, las células internas mayores se convierten en superficiales y disminuye la cantidad de oxígeno que les llega.

Si la concentración cae por debajo de un umbral, la integridad de las mitocondrias, que dependen de un suministro de oxígeno para la producción de energía, podría verse comprometida.
Steven Bassnett
El ácido láctico producido durante la descomposición de la glucosa que se produce en las células diferenciadas de la lente.

Las células maduras en el centro de la lente carecen de mitocondrias y producen energía al convertir la glucosa en ácido láctico.

El ácido láctico forma un gradiente de concentración que se pone en contacto con el del pH.

Cualquier gradiente podría iniciar la apoptosis.
Steven Bassnett
Demostró que ese factor de necrosis tumoral parece promover la degradación de los núcleos de la lente

Factor de necrosis tumoral es un mensajero proteína, o citocinas, que puede actuar como un potente inductor de la apoptosis de las células sanas
Michael Wride
La enzima 15-lipoxigenasa

La proteína galectina-3

La enzima ADNasa
Klaus van Leyen
Aunque en lugar de frenar activamente apoptosis a mitad del camino, las células objetivo previenen la muerte porque simplemente algunos componentes son resistentes a las moléculas que efectúan la autodestrucción.

Por ejemplo, las proteínas que se producen sólo en el objetivo podrían ser "invisibles" a las enzimas que degradan el citoesqueleto de las células.

NEUROMÓRFICA EN MICROCHIPES
Los aparatos electrónicos compactos y eficientes basados ​​en el sistema neuronal del cerebro podrían producir las retinas de silicio implantables para restaurar la visión, así como los ojos robóticos y otros sensores inteligentes
El cerebro no ejecuta instrucciones codificadas; sino que activa vínculos, o sinapsis, entre las neuronas

La actividad sináptica es asombrosa: 10 mil billones de conexiones neuronales un segundo

Se necesitaría un millón de Intel Pentium equipos para coincidir con esa tasa más unos pocos cientos de megavatios de zumo
¿Cómo funciona el cerebro que transmite señales químicas entre las neuronas en una milésima relativamente lento de un segundo?
Los investigadores hablan de haber "transformado" la estructura de las conexiones neuronales en los circuitos de silicio, creando microchips neuromórficos
La Universidad de Pensilvania, se centró inicialmente en la morfología de la retina, sus milímetros de espesor representada en una hoja de tejido que recubre la parte posterior del ojo. Consta de cinco capas especializados de células neuronales

La retina "preprocesa" imágenes visuales entrante para extraer información útil sin la necesidad de que el cerebro realice un gran esfuerzo.

La retina es un sistema sensorial bien documentado por anatomistas. Se ha avanzado en la transformación del desarrollo de la maquinaria que genera estos circuitos biológicos un proceso que denominamos metamorphing.

Los ordenadores actuales

Microchips neuromórfica

chips neuromórficos
RESUMEN INSPIRADO POR LA NATURALEZA
El millón de células ganglionares de la retina se comparan las señales visuales recibidas por cientos de fotorreceptores para interpretar lo que está sucediendo en una pequeña porción del campo visual.



Como características tales como la intensidad de la luz cambian en un sector determinado, cada célula del ganglio transmite pulsos de electricidad (conocido como espigas) a lo largo del nervio óptico al cerebro.
NEUROMORPHING DE LA RETINA
RETINA DE SILICIO
El desarrollo logrado por los científicos estadounidenses Kareem Zaghloul de University of Pennsylvania, y su colega Kwabena Boahen de Stanford University, básicamente permitiría implantar el dispositivo dentro del ojo, y funcionaría como una retina artificial, captando la luz que entra al ojo por el iris. El chip entonces hace conexiones neuronales directas al mismo lugar que lo hace la retina biológica humana, enviando el mismo tipo de señales.
El chip de silicio retina, Visio1, replica las respuestas de cuatro tipos principales de la retina de células del ganglio, que alimentan y juntos forman el 90 por ciento de la óptica nervio.
El chip simula la manera en que los canales iónicos activados por voltaje hacen que las células ganglionares (y las neuronas en el resto del cerebro) realicen descargar en picos.

Instaló transistores que envían la corriente de nuevo en el mismo lugar en el circuito.

Una vez alcanzado un cierto nivel inicial, este efecto regenerador se acelera, tomando la tensión hasta el nivel más alto, resultando en una estaca.

El chip es de 60 milivoltios, utiliza una milésima que hace la electricidad un PC.
Kareem Zaghloul
Ofrecen lo que se llama fosfeno visión-beneficiarios perciben el mundo como una cuadrícula de puntos de luz, evocada por la estimulación de las células ganglionares con microelectrodos implantados en el interior del ojo y requieren un ordenador portátil para procesar las imágenes capturadas por una cámara de vídeo conectada a las gafas del paciente.

En un intervalo de tiempo, tales chips neuromórficos podrían encontrar uso como sensores en aplicaciones de automoción o de seguridad o en sistemas robóticos o de automatización de fábrica.

PRÓTESIS DE RETINA
La capacidad ahorrada que alcanzamos con el cambio de la retina, fomenta un resultado que empezó a hacerse pensar acerca de cómo el cerebro realmente alcanza su más alta eficiencia

Mead ley de Moore la cual establece que el número de transistores por pulgada cuadrada en circuitos integrados es duplicada cada 18 meses
CONEXIONES NEURONALES METAMÓRFICAS
Grado en el cual el hardware es personalizado para una tarea
Software es ajustado
Meramente cambia el orden en el cual las herramientas son usadas
LA PERSONALIZACIÓN DEL HARDWARE ES ALGO QUE EL CEREBRO Y LOS CHIPS NEUROMÓRFICOS TIENEN EN COMÚN
ADAPTAN LA HERRAMIENTA PARA UNA TAREA ESPECÍFICA
SON PROGRAMADOS A UN NIVEL DE CONEXIONES INDIVIDUALES
NEURONAS CONSTANTEMENTE ACTIVAS
IMPULSOS SENSORIALES
¿CÓMO ES QUE EL CEREBRO SE PERSONALIZA?







INTERACCIONES INTERNAS ENTRE NEURONAS E INTERACCIONES EXTERNAS CON EL AMBIENTE FUERA DEL CUERPO.







LAS NEURONAS QUE GENERAN UN IMPULSO ENTRE SÍ, SON CONECTADAS ENTRE SÍ

La retina de una rana, la cual se conecta con su techo (tectum)1 (parte del mesencéfalo -o cerebro medio- que procesa la información recibida entre los órganos sensoriales.
capa de neuronas con otra
CASA ADECUADA
UNA NEURONA RECIÉN NACIDA, EXTIENDE SUS PROYECCIONES (BRAZOS) EN UNA RAMIFICACIÓN MÚLTIPLE
EN 2001
BRIAN TABA
CONCEPTO DEL PROCESO DE DESARROLLO DEL CEREBRO
INTENSIDADES DE ENVÍO DE DATOs

Número limitado de entrada y salida de “puntas” en la variación de envío de datos. Las direcciones son decodificadas por el chip receptor, el cual recrea el dato en la ubicación correcta en su mosaico de silicón neuronal.
Esta técnica, produce un montón virtual de axones corriendo en sus ubicaciones correspondientes entre ambos chips – un nervio óptico de silicón. Si sustituimos una dirección con otra, redirigimos un axón virtual perteneciente a una neurona a otra ubicación podemos dirigir estos “softwires”, como los llamamos, a cualquier lugar que queramos almacenando las sustituciones en una base de datos y usando la dirección original para recuperarlos.

NEUROTROPE1
CONDUCIR CARGAS COMO UN TRANSISTOR
EL CONO DE CRECIMIENTO PERCIBE ESTA DISTRIBUCIÓN “QUÍMICA” Y LLEVA SUS SOFTWIRES HACIA LA GRADIENTE –
ACTIVAN CIRCUITOS SENSORIALES GRADIENTES
LIBERAN CARGAS ELÉCTRICAS HACIA LAS REJILLAS
HACIA LA FUENTE DE CARGA DE SILICÓN NEURONAL
NEURONAS CERCANAS
CELDAS DE UNA REJILLA EN FORMA DE PANAL
ACTUALIZANDO LA BASE DE DATOS
Como la carga debe ser liberada por la neurona y percibida por el cono de crecimiento simultáneamente, los softwires terminan conectando neuronas que están activas al mismo tiempo.
Los ganglios celulares artificiales ahora conectados a las neuronas en el tectum de silicón fueron emparejados donde alguna vez sus conexiones fueron cercanas.
Sin embargo, debido al ruido y variabilidad, el cableado no fue perfecto: las terminales de “emparejamiento7” celular en la retina de silicon no terminó cerca de otra en el tectum de silicon.
parches de silicón de ganglios celulares al azar
Taba imita exitosamente la tendencia de los ganglios celulares a empatarse entre sí
MAPAS CORTICOS
Para descubrir, tenían que mirar de cerca a lo que la neurociencia ha aprendido acerca de conexiones en la corteza, la región cerebral responsable de la cognición
V1 (la corteza visual primaria) los mensajes visuales del nervio óptico entran a la corteza
No solo las dimensiones de largo y ancho de la imagen son registradas, sino también la orientación de los bordes de los objetos que se encuentran en ella
Los neurobiólogos David H. Hubel y Torsten N. Wiesel
En un inicio, se temía por el detalle que este cableado requería.
Tuvieron que conectar cada célula de acuerdo a su orientación y preferencia luego modificar este patrón de cableado sistemáticamente para que las preferencias de la orientación cambiaran suavemente, emparejando células que tuvieran preferencias similares.
Cuerpo geniculado lateral
V2
Corteza visual primaria
V4
CORTEZA TEMPORAL MEDIA
CTI
KEEPING MONKEYS (AND EXPERIMENTERS) HONEST
MUCHA MELANINA
POCA MELANINA
MUY POCA MELANINA
SEEING THROUGH A GLASS, DIMLY
La transparencia viene con un costo:
REGENERACIÓN
DESHIDRATACIÓN
RADICALES LIBRES
RADIACIÓN UV
DIABETES
CATARATAS
CATARATA
La catarata corresponde a una opacificación del cristalino, que interfiere en forma progresiva con la agudeza visual.
Es la principal causa de ceguera en el mundo
En México, la SSA estima que más del 50% de la población de adultos mayores tienen dicho padecimiento en diversos grados y que el 50% de los casos de ceguera senil se deben a cataratas.
El tipo mas frecuente es la relacionada con la edad, su prevalencia es entre el 50% entre los 65 y 74 años, y del 70% por encima de los 75 años.
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