What is the ventral pathway in the brain?

La Vía Ventral: El 'Qué' de la Visión Cerebral

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Nuestro cerebro es una máquina asombrosa, constantemente procesando torrentes de información sensorial para construir la realidad que percibimos. De toda esta información, la visión es quizás una de las más dominantes y complejas. Pero, ¿cómo logra el cerebro transformar los patrones de luz que inciden en nuestra retina en el reconocimiento de un rostro familiar, una manzana roja o la profundidad de un paisaje? Una parte crucial de esta proeza recae en la existencia de vías neuronales especializadas, y una de las más estudiadas es la conocida como vía ventral.

What does damage to the ventral pathway cause?
Ventral damage can cause: Impairments in contrast sensitivity, form and color vision, and depth perception. Impairments in object and face perception and route-finding.

Desde que la información visual llega a la corteza visual primaria en la parte posterior del cerebro, se embarca en un viaje a través de diferentes áreas cerebrales. Los neurocientíficos han descubierto que esta información se divide y sigue, principalmente, dos grandes autopistas o 'streams' neuronales: la vía dorsal y la vía ventral. Aunque inicialmente se pensó en una división simple, la investigación ha revelado una red más compleja e interconectada. Sin embargo, el modelo de las dos vías sigue siendo fundamental para entender la organización funcional de nuestro sistema visual.

Índice de Contenido

¿Qué es la Vía Ventral? La Ruta del Reconocimiento

La vía ventral, también conocida como el 'stream' del 'qué' (o 'what stream'), es una corriente de procesamiento visual que se extiende desde la corteza visual primaria hacia adelante, a través de las áreas de la corteza temporal. Su función principal es la identificación y el reconocimiento de objetos. Esencialmente, esta vía se encarga de responder a la pregunta: "¿Qué estoy viendo?".

Mientras que la vía dorsal (el 'stream' del 'dónde' o 'how stream') procesa información espacial, guiando nuestras acciones en relación con el entorno, la vía ventral se especializa en las propiedades intrínsecas de los objetos: su forma, su color, su textura y, en última instancia, su identidad. Es gracias a esta vía que podemos distinguir una taza de un libro, reconocer la cara de un amigo o apreciar el color vibrante de una flor.

Un Poco de Historia: Del 'Dónde' al 'Qué' y del 'Qué' a la 'Percepción'

La idea de que el cerebro procesa la información visual a través de sistemas paralelos tiene una historia rica. Ya en la década de 1960, investigadores como Schneider propusieron la existencia de dos sistemas visuales para la localización y la identificación. Ingle observó sistemas visuales independientes en ranas, y Trevarthen describió mecanismos separados de visión en monos. Ungerleider y Mishkin, basándose en estudios de lesiones en monos en 1982, formalizaron la distinción entre la vía dorsal (procesamiento espacial, 'dónde') y la vía ventral (procesamiento de características visuales, 'qué').

Sin embargo, una perspectiva más influyente surgió con el trabajo de Milner y Goodale. Basándose en parte en el estudio de pacientes con daños cerebrales específicos, como la paciente D.F., propusieron que la distinción principal no era tanto entre 'dónde' y 'qué', sino entre visión para la acción (vía dorsal) y visión para la percepción (vía ventral). Según este modelo, la vía ventral construye una representación perceptual del mundo, permitiéndonos reconocer y comprender lo que vemos, mientras que la vía dorsal utiliza la información visual para guiar movimientos y acciones, a menudo de forma más automática.

La paciente D.F., que sufrió daño en la vía ventral, proporcionó una evidencia crucial para este modelo. Aunque era incapaz de reconocer la forma o la orientación de los objetos (sufriendo de agnosia visual), sorprendentemente podía interactuar con ellos de manera precisa, por ejemplo, orientando su mano correctamente para insertar una tarjeta en una ranura o para coger un objeto con la forma y orientación adecuadas. Esto sugería que, aunque su percepción consciente ('qué') estaba severamente afectada, su capacidad de usar la visión para guiar la acción ('cómo' o 'para la acción') estaba relativamente preservada, apoyando la idea de vías separadas para percepción y acción.

Procesamiento en la Vía Ventral: De Características Simples a Conceptos Complejos

El procesamiento en la vía ventral sigue una jerarquía. Comienza en la corteza visual primaria (V1), donde se detectan características visuales básicas como bordes y orientaciones. A medida que la información avanza por las áreas visuales secundarias (V2, V4, etc.) y hacia la corteza temporal inferior, las neuronas responden a características cada vez más complejas. En áreas posteriores de la vía ventral, las neuronas pueden responder a formas más elaboradas y colores. Más adelante, en la corteza temporal inferior, existen regiones especializadas en el reconocimiento de categorías específicas de objetos, como caras (área fusiforme de caras) o lugares.

What type of processing is accomplished by the ventral path?
One of the most influential theories in cognitive neuroscience is the idea that separate pathways within the brain support these two processes. The ventral pathway is in charge of vision-for-perception.

La investigación utilizando técnicas como la resonancia magnética funcional (fMRI) y análisis avanzados como el análisis de similitud representacional (RSA) ha profundizado nuestra comprensión del procesamiento en la vía ventral. Estos estudios han demostrado que la vía ventral muestra una alta sensibilidad a la forma y la identidad de los objetos. Al manipular la información visual, por ejemplo, mediante técnicas de 'scrambling' (desordenar partes de la imagen), los investigadores pueden ver cómo las diferentes áreas de la vía ventral responden a la integridad de la forma. La vía ventral mantiene una representación coherente de los objetos incluso cuando se aplican ciertas distorsiones, lo que subraya su papel en el reconocimiento robusto.

Además, la vía ventral no opera de forma aislada. Está intrínsecamente conectada con otras áreas cerebrales, especialmente aquellas involucradas en la memoria y el lenguaje, particularmente en el lóbulo temporal anterior. Esta conectividad es crucial para asociar la identidad visual de un objeto (lo que es) con su nombre, su función y los recuerdos asociados a él. Se considera que las partes más anteriores de la vía ventral, en el lóbulo temporal, están involucradas en la representación de conceptos visuales y su vinculación con sistemas semánticos.

¿Solo Visión? La Vía Ventral Auditiva

Curiosamente, el concepto de procesamiento dual no se limita al sistema visual. La investigación ha identificado una organización similar en el sistema auditivo. Existe una vía auditiva ventral que emerge de la corteza auditiva primaria. Esta vía se considera fundamental para la comprensión del sonido, incluyendo el lenguaje. Procesa fonemas, sílabas y sonidos ambientales, integrándolos para formar objetos auditivos con significado.

De manera fascinante, la información de la vía auditiva ventral parece converger con la vía visual ventral en regiones como el giro temporal medio y el polo temporal. Aquí, los objetos auditivos pueden convertirse en conceptos audiovisuales integrados, lo que nos permite, por ejemplo, reconocer la identidad de alguien tanto por su voz como por su rostro.

Consecuencias del Daño en la Vía Ventral

Dado su papel crucial en la percepción y el reconocimiento, el daño a la vía ventral puede tener consecuencias devastadoras para la capacidad de una persona para interactuar con el mundo visual. Las lesiones en diferentes partes de la vía ventral pueden llevar a una variedad de déficits, a menudo agrupados bajo el término general de agnosia visual, que es la incapacidad de reconocer objetos a pesar de tener una visión básica intacta.

Algunos de los problemas específicos que pueden resultar del daño a la vía ventral incluyen:

  • Dificultades en la percepción del contraste, la forma, el color y la profundidad.
  • Impedimentos severos en el reconocimiento de objetos (agnosia aperceptiva o asociativa, dependiendo de la ubicación y naturaleza del daño).
  • Prosopagnosia: una forma específica de agnosia visual caracterizada por la incapacidad de reconocer rostros familiares, a menudo llamada "ceguera facial".
  • Acroagnosia: dificultad para reconocer partes del cuerpo.
  • Agnosia topográfica: problemas para reconocer lugares familiares o encontrar rutas.

Estos déficits resaltan cómo la vía ventral es indispensable para construir una representación coherente y significativa de nuestro entorno visual y para darle sentido a lo que vemos.

Visiones Modernas: Interacción y Complejidad

Aunque el modelo de las dos vías (ventral para percepción, dorsal para acción) ha sido enormemente influyente y sigue siendo una excelente heurística para guiar la investigación, la visión actual es más matizada. La evidencia empírica de las últimas décadas sugiere que las dos vías no operan de forma completamente independiente. Existe una considerable interacción y 'comunicación cruzada' entre la vía ventral y la vía dorsal.

Por ejemplo, la percepción (asociada a la vía ventral) puede ser influenciada por la intención de acción (asociada a la vía dorsal), y viceversa. Además, factores como la atención y las demandas específicas de la tarea pueden modular cómo y cuándo se utilizan o interactúan las dos vías. La investigación actual tiende a ver el sistema visual como una red dinámica donde las áreas ventrales y dorsales colaboran para lograr tanto la percepción como la acción eficaz.

What is the ventral pathway in the brain?
The ventral stream (also known as the "what pathway") leads to the temporal lobe, which is involved with object and visual identification and recognition.

A pesar de las críticas y refinamientos, la distinción funcional entre la vía ventral y la dorsal sigue siendo una base sólida para entender la especialización relativa de diferentes áreas cerebrales en el procesamiento visual. La vía ventral sigue siendo reconocida como la ruta principal para el reconocimiento de 'qué' son las cosas, un proceso fundamental para nuestra comprensión del mundo.

Vía Ventral vs. Vía Dorsal: Una Comparación Simplificada

Para resumir las diferencias funcionales clave entre las dos principales vías visuales:

CaracterísticaVía VentralVía Dorsal
Función PrincipalReconocimiento de objetos (el 'Qué')Procesamiento espacial y guía de la acción (el 'Dónde' o 'Cómo')
Información ProcesadaForma, color, textura, identidadUbicación, movimiento, relaciones espaciales
Área de ProyecciónLóbulo temporal inferiorLóbulo parietal
Asociación CognitivaPercepción consciente, memoria, lenguajeControl motor, navegación espacial
Ejemplo de DañoAgnosia visual (ej. no reconocer objetos o caras)Ataxia óptica (ej. dificultad para alcanzar objetos aunque se vean)

Preguntas Frecuentes sobre la Vía Ventral

¿Cuál es la función principal de la vía ventral?

La función principal de la vía ventral es el reconocimiento e identificación de objetos. Procesa características visuales como la forma, el color y la textura para determinar "qué" es lo que estamos viendo.

¿Qué tipo de información procesa la vía ventral?

La vía ventral procesa información sobre las propiedades intrínsecas de los objetos: su forma, tamaño, color, textura y, en niveles superiores, su identidad y categoría (como caras, lugares, herramientas).

¿Qué sucede si la vía ventral se daña?

El daño a la vía ventral puede causar una variedad de déficits de reconocimiento visual, colectivamente conocidos como agnosia visual. Esto puede manifestarse como dificultad para reconocer objetos cotidianos, caras (prosopagnosia), colores o lugares, a pesar de que la agudeza visual básica esté preservada.

¿Existe una vía ventral en otros sistemas sensoriales?

Sí, el concepto de vías duales también se aplica al sistema auditivo. Existe una vía auditiva ventral implicada en la comprensión del sonido y el lenguaje, que parece integrarse con la vía visual ventral en el lóbulo temporal.

¿La vía ventral y la vía dorsal funcionan de forma completamente separada?

Aunque tienen especializaciones funcionales distintas (percepción vs. acción), la investigación moderna sugiere que las vías ventral y dorsal interactúan considerablemente y colaboran en el procesamiento visual. No operan de forma totalmente independiente.

Conclusión

La vía ventral es una componente esencial de nuestro sistema visual, sirviendo como la ruta principal para desentrañar la identidad del mundo que nos rodea. Desde las características visuales más simples hasta el reconocimiento complejo de objetos y rostros, esta vía en el lóbulo temporal nos permite percibir, comprender y recordar lo que vemos. Aunque el modelo de las dos vías sigue evolucionando para reflejar la complejidad de las interacciones cerebrales, la especialización de la vía ventral en el 'qué' de la visión permanece como uno de los descubrimientos fundamentales en neurociencia.

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Jesús Porta Etessam

Soy licenciado en Medicina y Cirugía y Doctor en Neurociencias por la Universidad Complutense de Madrid. Me formé como especialista en Neurología realizando la residencia en el Hospital 12 de Octubre bajo la dirección de Alberto Portera y Alfonso Vallejo, donde también ejercí como adjunto durante seis años y fui tutor de residentes. Durante mi formación, realicé una rotación electiva en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center.Posteriormente, fui Jefe de Sección en el Hospital Clínico San Carlos de Madrid y actualmente soy jefe de servicio de Neurología en el Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz. Tengo el honor de ser presidente de la Sociedad Española de Neurología, además de haber ocupado la vicepresidencia del Consejo Español del Cerebro y de ser Fellow de la European Academy of Neurology.A lo largo de mi trayectoria, he formado parte de la junta directiva de la Sociedad Española de Neurología como vocal de comunicación, relaciones internacionales, director de cultura y vicepresidente de relaciones institucionales. También dirigí la Fundación del Cerebro.Impulsé la creación del grupo de neurooftalmología de la SEN y he formado parte de las juntas de los grupos de cefalea y neurooftalmología. Además, he sido profesor de Neurología en la Universidad Complutense de Madrid durante más de 16 años.

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