La falsa percepción visual altera la orientación espacial

Ante un conflicto, la percepción visual suele determinar nuestra orientación espacial; reinterpretándose las señales del sentido vestibular.

Nuestra noción de lo que es arriba y abajo y hacia dónde nos dirigimos está determinada por nuestras percepciones; especialmente por nuestro sentido vestibular, el cual nos ayuda a determinar la posición de la cabeza y el movimiento. No obstante, para que el cerebro pueda determinar nuestra colocación con respecto al medio que nos rodea, es necesario cierto consenso entre las distintas percepciones; de forma tal, que un cambio en la información recibida por uno de nuestros sentidos podría significar una alteración en dicha estimación. Basados en dicho razonamiento, un grupo de investigadores canadienses se dieron a la tarea de investigar de qué forma los cambios en la percepción visual podrían influir en la orientación espacial. Para ello, se sirvieron de tecnología de realidad virtual, con el objetivo de engañar al cerebro de algunos voluntarios y distorsionar su noción de hacia dónde era arriba, así como experimentar movimiento.

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Influencia de la percepción visual sobre la orientación espacial

El efecto de percepciones alteradas sobre la orientación espacial no es un tema que se desarrolle solo de forma teórica. Existen distintos ejemplos de escenarios en dónde el cerebro puede ser engañado porque el ambiente influye de manera engañosa sobre los sentidos. Los propios autores del artículo mencionan el caso de los pilotos de aeronaves de gran velocidad, los cuales pueden experimentar la presión ejercida sobre sus cuerpos por efecto de la aceleración como una gravedad ilusoria. Esto, acompañado de pocos referentes visuales en el aire, puede crear la ilusión de que están ascendiendo, aun cuando su avión esté viajando en línea recta.

También se encuentra el caso de los astronautas, quienes deben desplazarse en el espacio en un ambiente de microgravedad. Para ellas y ellos, la percepción visual es crucial al adquirir una orientación espacial acorde a su entorno. Pueden guiarse por la ubicación de algún área por debajo de sus pies para identificarla como el suelo; no obstante, en cuanto presencian a un compañero en otra posición o cambian de cuarto, se crea una nueva interpretación basada en la nueva información visual recibida. A dicha reinterpretación de ‘arriba’ se le denomina reorientación visual ilusoria o VRI por sus siglas en inglés.

Publicación y condiciones del experimento

El estudio referido fue realizado por investigadores del Centro de Investigación de la Visión de la Universidad de York, en Toronto, Canadá; y fue publicado en la revista académica Plos One en el mes de enero del 2021.

Para explorar el efecto de la percepción visual sobre la orientación espacial, los autores manipularon la orientación corporal física y perceptual de los participantes y compararon la efectividad del flujo óptico para simular el movimiento a través de un entorno en tres distintos experimentos utilizando dos escenarios diferentes.

Además, se utilizaron dos tipos distintos de dispositivos de realidad virtual:

  • El DK2 con una pantalla de 920 x 1080 pixeles de resolución para los experimentos 1 y 2.
  • El CV1 con una resolución de 1080 x 1200 pixeles por ojo, para el experimento 3.

Escenarios y desplazamiento simulado

El estudio consistió en tres experimentos donde la posición física de los participantes y los estímulos suministrados fueron manipuladas de diferente manera. En todos ellos, se presentó uno de dos escenarios simulados virtualmente:

  • Pasillo – Ambiente simulado con orientación: escenario que representaba un camino recto con un patrón de figuras de colores que, al comenzar la simulación de movimiento, se encontraba entre dos grandes muros con líneas verticales negras y blancas. El desplazamiento de las franjas y el camino brindaba la ilusión de movimiento. El pasillo no tenía techo, por lo que era posible observar el cielo, y servirse de él como una referencia de lo que en el escenario era arriba.
  • Campo de estrellas – Ambiente simulado sin orientación: escenario consistente en un conjunto de esferas y cubos blancos dispersos de manera azarosa en un fondo negro, cuyo desplazamiento simulaba el movimiento. Cada uno de dichos objetos se encontraba iluminado y parpadeaba con un patrón propio. A diferencia del pasillo, no existía una referencia visual concreta que indicara donde era arriba. 

Al inicio de ambos escenarios se presentó un rectángulo rojo a la distancia como objetivo, para luego desaparecer. Después, se iniciaba la experiencia de movimiento simulado hacia la posición previa del objetivo. Los participantes debían indicar a los investigadores el momento en que consideraban que habían alcanzado dicho lugar. La distancia recorrida a través del entorno se tomó como una medida de la efectividad del movimiento visual.

Condiciones de la investigación

Las condiciones fueron distintas en cada uno de los tres experimentos:

Primer experimento

El primer experimento contó con la participación de 18 personas voluntarias. Dicho grupo contaba con una edad promedio de 27.5 años y estaba formado por 9 mujeres y 9 hombres.

Se dispuso a los participantes en tres posiciones:

  1. De pie, con una posición de mirada hacía el frente.
  2. Recostados sobre su espalda en una cama de masaje y con la planta de los pies apoyadas contra la pared (simulando el piso).
  3. Recostados sobre su estómago en la cama de masajes con la cabeza colgando del borde de la mesa y la parte inferior de la barbilla apoyada en el costado de la cama. Se colocó una caja en contra de las plantas de los pies para simular el suelo.

En este experimento se mostró, a través del equipo de realidad virtual la simulación del pasillo, y se rotó el escenario de tal forma que la dirección de arriba estuviera sobre la cabeza de los participantes sin importar la disposición de su cuerpo en la realidad. Al inicio de cada prueba, el objetivo se mostró de manera aleatoria a 10, 20, 40, 60 y 80 metros, sobre el pavimento del camino virtual. Tras desaparecer y comenzar el movimiento, los voluntarios indicaban el momento en que alcanzaban el punto indicado utilizando un mouse de computadora. Cada distancia se mostró 10 veces, por lo que el experimento consistió en 50 pruebas por posición corporal. Todos los participantes fueron evaluados en las tres posiciones.

Segundo experimento

El segundo experimento contó con 18 personas voluntarias, con una edad promedio de 25.89 años, incluyendo 12 hombres y 6 mujeres.

Se dispuso a los participantes en tres posiciones:

  1. De pie, con una posición de mirada hacia el frente.
  2. Con el cuerpo erguido, de pie, la cabeza inclinada hacia atrás y apoyada en un soporte, dirigiendo la mirada hacia arriba.
  3. De pie, con el cuerpo erguido, la cabeza inclinada hacia enfrente y apoyada en un soporte, dirigiendo la mirada hacia abajo.

De igual forma que en el primer experimento, se utilizó la simulación del pasillo, mostrando las mismas distancias de manera aleatoria y sometiendo a los voluntarios a las pruebas descritas en dicha evaluación en condiciones similares. La única situación que cambió fueron las posiciones mencionadas.

Tercer experimento

El tercer experimento contó con 36 participantes, los cuales fueron divididos en dos grupos:

  • Participantes a quienes se les expuso al escenario del pasillo (18 sujetos con edad promedio de 20.72, constituidos por 9 mujeres y 9 hombres).
  • Participantes a quienes se les asignó el campo de estrellas (18 sujetos con edad promedio de 21.61, integrados por 10 mujeres y 8 hombres).

Las posiciones corporales y el procedimiento fueron idénticas a las consideradas en el primer experimento.

Proceso de evaluación

Durante el estudio, a la mitad de las pruebas de cada posición en el primer y segundo experimento; y al final de ellas en el tercero, se cuestionó a los participantes sobre su experiencia al estar dentro de los escenarios. Para ello se les brindaron las siguientes opciones sobre lo que sintieron durante los ensayos:

  • Miraban hacia arriba, y cuando se movían, lo hacían hacia arriba ‘como volando’.
  • Se desplazaban hacia adelante, mirando hacia enfrente como cuando caminaban en la realidad.
  • Miraban hacia abajo, y cuando se movían, lo hacían hacia abajo ‘como cayendo’.
  • Sintieron una combinación de las anteriores o experimentaron algo diferente.

Las tres primeras alternativas se presentaron en orden aleatoria a los participantes.

Resultados de la investigación

Al analizar los registros y datos aportados por las y los participantes, el equipo de investigación vio confirmada algunas de sus hipótesis; sin embargo, también se toparon con hallazgos inesperados que redefinieron su forma de entender la relación existente entre la percepción visual y la orientación espacial.

Al no confiar en la gravedad, la percepción visual influye más en la orientación espacial

En oposición a lo que los investigadores esperaban en un principio, el realizar los experimentos boca abajo no favorece la influencia de los estímulos visuales en comparación con las otras posturas. Esta expectativa se originaba del hecho de que en esta posición la gravedad se dirigía en la misma dirección que el desplazamiento simulado.

Por el contrario, el estudio encontró que experiencias con un alto nivel de VIR suelen requerir menos estimulación visual para generar una ilusión de movimiento efectiva cuando los sujetos se encuentran en una posición inclinada -ya sea boca arriba o boca abajo-, que al estar de pie. Este hecho es interpretado por los autores como una respuesta a la percepción de que la gravedad no está en dónde debería estar al adoptar estas posturas. Es decir, que cuando la gravedad no se encuentra alineada a la posición vertical del cuerpo, los sujetos suelen depender más de su percepción visual para establecer su orientación espacial.

La importancia de los referentes visuales en la orientación espacial

Al comparar los resultados del tercer experimento, los investigadores encontraron que los sujetos requerían el doble de movimiento visual para percibir que habían alcanzado el objetivo en el ambiente simulado sin orientación -campo de estrellas- que en el que incluía orientación -el pasillo-. Esto implicaría que los referentes visuales dados en este último escenario incrementan la incidencia de VRI, favoreciendo la influencia de la percepción visual sobre la orientación espacial, fortaleciendo la ilusión de movimiento.

Ante un conflicto, la percepción visual suele determinar nuestra orientación espacial

Los datos obtenidos por los tres experimentos confirmaron que el producir cambios en la percepción visual afecta la orientación espacial. La incitación de VIR en los participantes durante las pruebas, provoca que muchos de ellos sientan que se desplazan hacia delante aun cuando su cuerpo está en forma horizontal y en reposo. Esta interpretación se opone a las señales que el sentido vestibular debería enviar al cerebro. La gravedad afecta nuestro oído interno, de tal forma que somos capaces de reconocer cuando nos encontramos inclinados. Durante el experimento, estas sensaciones entran en conflicto con las imágenes proyectadas, lo que implicaría un estado de desorientación. Sin embargo, este caso produce VIR, lo que significaría que la percepción visual tiene prevalencia por sobre los demás sentidos. Aun así, es necesario establecer que sucede entonces con las demás sensaciones.

Los investigadores teorizan que las sensaciones del sentido vestibular son reinterpretadas ante el conflicto, siendo reconocidas, no como el efecto de la gravedad, sino como señales de movimiento, las cuales son sumadas a la ilusión producida por los estímulos visuales. Esto implicaría que los sujetos dan mayor prioridad a ciertas sensaciones sobre otras, siendo las percepciones las que tienen más peso en la interpretación de la orientación espacial.

Aplicaciones de la investigación

Los hallazgos producidos por esta investigación tienen impacto más allá del terreno académico y de explorar el funcionamiento de nuestro cerebro. Conocer la forma en que la percepción visual influye en la orientación espacial tiene diversas aplicaciones prácticas potenciales. En este sentido, la aeronáutica y la astronáutica ya habían considerado desde hace muchos años, los efectos que este fenómeno tiene en pilotos y tripulantes durante sus actividades rutinarias. Comprender la naturaleza exacta de esta influencia podría ser un recurso valioso para prevenir accidentes en estos campos.

Por otro lado, y como lo indican los autores, la creación de simuladores y videojuegos podría verse favorecida al explotar este conocimiento.

Aun así, el verdadero valor de estos resultados proviene del hecho de que constituyen un paso importante hacia la comprensión de la psique humana, mostrándonos como la propia mente puede engañarse a sí misma para encontrar un sentido a la realidad que la rodea.

Referencias:

McManus, M., Harris, L. (2021) When gravity is not where it should be: How perceived orientation affects visual self-motion processing. Plos One, volumen (16), número (1). Recuperado de: journals.plos.org

R. Mauricio Sánchez
Licenciado en Psicología por la Facultad de Ciencias de la Conducta de la UAEMex (México). Experiencia docente y en atención clínica en entidades privadas y públicas, como el Instituto de la Seguridad Social. Editor adjunto y redactor especializado en Psicología en Mente y Ciencia.

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