03. La naturaleza de la atención visual

Introducción

Por lo general, desplazamos los ojos hacia un objeto o localización en el espacio con el fin de mirar hacia aquello a lo que estamos atendiendo. Sin embargo, ya en 1866, Helmholtz advirtió que el objeto de nuestra atención no tenía por qué coincidir con aquello a lo que miramos.

Una de las metáforas más extendidas sobre la atención visual es que se trata de una especie de foco de luz que nos permite atender de forma selectiva a lugares concretos del entorno visual. William James (1890) propuso que la atención visual se componía de foco, margen y periferia.

Filtrado selectivo y disposición selectiva

Kanheman y Treisman establecieron una distinción importante entre dos tipos de tareas de atención visual: el filtrado selectivo y la disposición selectiva. A estos experimentos les llamaron experimentos de disposición selectiva: el conjunto de estímulos era reducido, los estímulos sencillos y requerían elegir una respusta entre un pequeño grupo de posibilidades. El rendimiento se medía a través del tiempo de reacción.

Experimentos de disposición selectiva

El paradigma de Eriksen

Paradigma de Eriksen: a los sujetos se les presentan sólo unos pocos items con respuestas bien definidas circunscritas a un conjunto reducido, el rendimiento se mide a través del tiempo de reacción. Un experimento de filtrado selectivo generalmente usa muchos items, con un amplio conjunto de respuestas y la precisión es la variable dependiente.

En la tarea de Eriksen se indica a los sujetos que existen dos conjuntos de letras a los que hay que repsonder moviendo una palanca en un sentido u otro. Para responder a H ó K hay que desplazarla en una dirección mientras que si la respuesta es S hay que empujarla al otro lado. La tarea del sujeto consiste en responder lo más rápidamente a la letra central de una fila de cinco. Cuando se asignan dos letras a una misma respuesta (H y K) se responde más lentamente a un target como H en pantallas de tipo SSHSS donde las posibles respuestas son incompatibles que en pantallas como KKHKK donde las respuestas sí son compatibles. Este efecto se conoce como efecto de compatibilidad de flancos (ECF).

Los datos apuntan a una competencia entre respuestas como origen de la interferencia que se podruce entre las letras de la pantalla puesto que si los distractores no se analizaran no existiría la interferencia. Descubrieron también que la interferencia que generaban los distractores con respuestas incompatibles dependía de la distancia que hubiera entre ellos y el target. Cuando los distractores están dentro de un margen de ángulo visual con respecto al target, no se les puede ignorar.

Contrarios a los resultados fueron Bjork y Murray: según ellos el mejor inhibidor para una letras target es otra letra igual. Si el target es B la mayor inhibición se producía cuando el flanco es otra B. Es el efecto “BB”. Según Eriksen dado que es la misma respuesta no habría interferencia pero Bjork y Murray consideraron que es una interferencia específica.

Jonides y Gleitman idearon otro experimento: presentaron dos, cuatr o seis items durante 100 ms. se pidió a los sujetos que buscaran una letra intercalada entre distractores de letras o de dígitos. La manipulación más interesante fue el uso del carácter “o” como letras o como dígito. Observaron que en función de si se decía a los sujetos que buscaran una “o” ó un cero, este carácter físicamente idéntico podía funcionar como letra o número. Si el efecto estuviera exclusivamente en función de las características, el carácter ambiguo “o” debería haber funcionado igual en ambas condiciones.

Trabajos recientes sobre compatibilidad de flancos: continúa la disputa

Hay una contradicción directa entre dos efectos: el BB habla de la codificación de las características del estímulo inhibida por los elementos adyacentes similares y el efecto HHH que indica que la codificación de las características de los elementos presentados es independiente de otros elementos adyacentes. Conclusión de Santee y Egeth: cuando se usa enmascaramiento se encuentran interacciones perceptivas entre características pero cuando la respuesta requerida implica localizar e identificar el target se produce una interferencia relacionada con la identidad de los distractores.

Miller manipuló factores que pensó podían ser responsables del procesamiento de los estímulos no atendidos y observó que no conseguía eliminar el ECF mediante la manipulación de estos factores, lo cual llevó a la conclusión de que la selección temprana rara vez excluye por completo los estímulos no atendidos del análisis semántico.

Asimismo dedujo que, la separación espacial posee una importancia destacada en la atención visual. Sin embargo esta separación puede depender de la relación entre target y distractor. Otros autores propusieron que el gradiente de atención en torno a un target y por tanto, la zona dentro de la cual se produce la interferencia o no, varía según la demanda atencional de la tarea.

Carga perceptiva y atención selectiva

En una tarea de filtrado, se expone al sujeto a un amplio conjunto de targets y de respuestas, tiene que seleccionar un estímulo entre un conjunto formado por muchos. La respuesta se mide en términos de precisión. En este caso, la carga de memoria es alta y los resultados apuntan hacia una selección temprana con procesamiento muy limitado de los estímulos no atendidos. Ejemplo: experimentos de Sperling.

En una tarea de disposición selectiva, el sujeto emite una respuesta rápida ante un target de un conjunto pequeño y elige entre un número limitado de respuestas pulsando un botón. Esta respuesta suele medirse con el tiempo de reacción. La carga de memoria es reducida y los resultados indican que la atención selectiva acelera la respuesta a los targets esperados: selección tardía. Ejemplo: paradigma de Eriksen.

Autores como Lavie consideraron que la atención temprana o tardía dependía de la demanda de la tarea. Si la demanda atencional es baja se procesarán los distractores irrelevantes porque sobra capacidad atencional. Así que mientras no jueguen todos los recursos atencionales, habrá interferencia. Por contra si la selección del target necesita usar al completo los recursos, no hay posibilidad de que se procesen los distractores.

Para Lavie el experimento de Eriksen es de carga reducida y por eso sobra capacidad de modo que se procesan los distractores. Esto conduce a una selección tardía. Por contra el experimento de Sperling es de carga elevada, así surge la necesidad de una selección temprana.

Según la teoría de la carga de Lavie: el grado de selectividad de la atención, y por tanto el procesamiento de los distractores, dependerá del nivel y del tipo de carga que requiera la tarea concreta. Propusieron que la disociación entre carga perceptiva y carga de memoria sugería la existencia de dos mecanismos: uno perceptivo pasivo, que permitía excluir a los distractores en condiciones de alta carga perceptiva y un segundo mecanismo más activo, que controlaba la conducta según las prioridades de la tarea excluyendo los estímulos irrelevantes aun cuando sean percibidos y la carga sea reducida.

La atención como foco: señalización espacial

Hay evidencias sobre el efecto de los flancos por las cuales existe un límite finito a partir del cual la atención es incapaz de focalizar como para excluir distractores. La técnica de Posner consistía en pedir a los sujetos que dieran una respuesta rápida tan pronto como detectaran una luz en su campo visual. Antes de presentarles el target, se les daba una señal que podía ser central (consitía en una flecha que apuntaba izq/dcha para indicar donde iba a aparecer el target) o periférica (se presentaba fuera o en la periferia del punto de fijación y consistía en una breve iluminación de un recuadro que marcaba las posiciones en las que podía aparecer el target.).

Las señales centrales requieren interpretación para determinar la posición mientras que las señales periféricas no necesitan ser interpretadas porque indican directamente la posición.

Posner manipuló la validez de las señales. La validez es la probabilidad de que la señal indique realmente dónde aparecerá el target. Cuando la señal era válida los sujetos respondían rápidamente al target pero cuando era inválida sus respuestas eran más lentas que en la condición control. Posner observó que aunque se pueden ignorar las señales centrales no sucede igual con las periféricas.

Orientación endógena y exógena de la atención

Posner propuso dos formas de orientar la atención hacia un estímulo que dependía de cual de los dos sistemas atencionales se pusiera en juego: uno de carácter endógeno (que el sujeto controla intencionadamente) y otro de carácter exógeno (que desplaza la atención según los estímulos ambientales sin control por parte del sujeto).

Bases neurológicas de la orientación en la atención visual

Otras investigaciones dieron lugar a que Posner y Petersen propusieran la existencia de dos sistemas atencionales independientes pero interactivos. El sistema posterior interviene en el desenganche, enganche y amplificación del target atendido. La red anterior participa en la captación atencional y controla las regiones cerebrales que realizan tareas complejas. Ejerce un control general sobre las regiones que intervienen en la detección del target y en la respuesta y también es responsable de la anticipación en la localización del target.

Orientación abierta y encubierta: ¿Un solo sistema o dos diferentes?

La señal central necesita interpretación por parte de los mecanismos centrales para determinar hacia dónde debe dirigirse la atención y requiere además un procesamiento controlado mientras que las señales periféricas proporcionan información directa sobre la posición a la que hay que atender y orientar la atención automáticamente.

Muller en colaboración con otros autores consideraron que esta interpretación podría ser errónea y a la orientación exógena la denominaron “reflexiva” y a la endógena “voluntaria”. Observaron que había distintas secuencias temporales en los costes y beneficios que producían las señales centrales y periféricas. La existencia de distintas secuencias temporales podía indicar la presencia de dos sistemas de orientación atencional independientes. El hecho de que la orientación reflexiva automática se pueda modificar mediante procesos de control voluntario indica que la orientación reflexiva no llega a ser totalmente automática. Esto podría explicarse mediante el modelo de los dos mecanismos de la orientación atencional. La orientación reflexiva se activaría y se realizaría automáticamente y, si los mecanismos de orientación reflexivos y voluntarios actuaran en la misma dirección ejercerían un efecto aditivo. Si por contra actuaran en direcciones opuestas el efecto sería sustractivo.

El control simbólico de la atención visual

Diversos estudios sugieren que cuando vemos a otra persona orientar la atención mediante un cambio en la mirada o señalando, en el observador se pueden producir cambios reflexivos en la orientación atencional. Aunque no se trate de símbolos en el mismo sentido que una flecha, el movimiento de una mirada o un gesto realizado con la mano indican dirección más que lugares concretos en el espacio. Las palabras sobreaprendidas que indican dirección pueden también producir cambios involuntarios de la atención, a pesar de ser irrelevantes para la tarea en curso. Se indicó explícitamente a los participantes que las flechas y las palabras eran irrelevantes para su tarea y sin embargo los sujetos no fueron capaces de ignorarlas.

Dado que los cambios de orientación de la atención visual no pueden ejecutarse hacia dos direcciones a la vez, debe de haber un sistema que seleccione qué cambio de orientación atencional aplicar. Lo más probablñe es que dicho cambio se realice según las metas actuales.

¿Se pueden disociar la atención y la selección?

Otros autores propusieron que existía una disociación entre atención y selección, consideraron que el acceso a los mecanismos de respuesta elicitados por un objeto atendido visualmente se puede restringir a aquellas dimensiones significativas para la tarea. Esto es incompatible con la idea de que todas las dimensiones y las respuestas asociadas de un objeto atendido se potencian ya sean o no relevantes. Es decir, aunque el foco atencional pueda facilitar el procesamiento dentro de su haz, hay procesos adicionales que intervienen en la selección de la dimensiones que son relevantes en el entorno de la tarea y de las instruccciones.

Inhibición de retorno

Aunque una señal válida facilite el procesamiento en ciertas condiciones puede producirse una inhibición. Si hay un retraso tras la señal periférica, la detección del target en esa posición se ralentiza. Es decir que el efecto normalmente facilitador se invierte para convertirse en inhibidor. Esto se denomina inhibición de retorno. Una posible explicación de por qué el sistema visual puede requerer esta clase de inhibición sería que ésta permite una búsqueda visual eficiente. Una vez dirigida la atención hacia una posición ésta es etiquetada de manera que no es necesario volver a buscar de nuevo en dicha ubicación.

En los experimentos los resultados mostraron que la dirección que representaba la señal central interactuaba con la señal periférica afectando a los tiempos de reacción. Cuando la señal central era válida la inhibición de retorno era menor que cuando era inválida. Las señales simbólicas que había que ignorar se procesaban automáticamente y moderaban el efecto de la señal periférica.

El movimiento del foco

Posner y sus colaboradores hicieron una serie de experimentos en los que sugerían que el foco atencional tardaba un tiempo en desplzarse por el espacio visual. Es mejor que existe un intervalo de tiempo mayor entre la señal y el target cuando éste se halla lejos del punto al que se está atendiendo en ese momento. Otros autores señalaron que los tiempos de respuesta a targets situados en posiciones señaladas lejanas eran iguales a los de las posiciones no señalizadas cercanas, lo que contradice la idea de un foco atencional desplazándose. Es posible que este intervalo de tiempo se deba a las diferencias que hay en procesamiento visual tenprano entre la fóvea y la periferia, más que al desplazamiento del foco por el espacio. Es coherente que el foco atencional se concentrñé con más nitidez en la fóvea que en la periferia y que cuando los sujetos conocen de antemano dónde va a aparecer el target y tienen tiempo para desplazar la vista, la interferencia de los distractores adyacentes es mínima.

¿Foco variable o zoom?

Se trató de averiguar si los sujetos podían atender a más de un lugar dentro de una presentación visual. Para ello realizaron un experimento de señalización. La señal indica con una probabilidad determinada dónde iba a aparecer el target. En algunos ensayos la señal era válida y en otros el target aparecía en un lugar opuesto al de la señal. Se interpretaron los resultados como que el foco no se puede dividir entre las dos posiciones que tienen la misma probabilidad de aparecer pero sí se podía desplazar rápidamente de una posición a otra.

Los experimentos de Laberge con palabras y letras centrales demostraron que el haz del foco se puede regular según la tarea y que por tanto no tiene unas dimensiones fijas.

Propusieron así que una buena metáfora para la atención visual sería un zoom o lente zoom. Ya que la atención se distribuye inicialmente por toda la amplia zona, procesando en paralelo los elementos de la presentación. Aquí todos los distractores activarán sus respuestas. Si existe una señal previa, se puede estrechar la lente de forma que sólo los elementos que se encuentren en la zona del foco o lente activarán las respuestas. Los items incompatibles por tanto situados fuera de esa zona no causarán interferencia.

Procesamiento local y global

Existen datos que indican que resulta difícil dividir la atención visual entre los atributos locales y globales del objeto. Algunos autores añadieron que a los sujetos les era más dificil dividir la atención visual entre letras grandes dispuestas alrededor de letras pequeñas. Se deduce que la atención se focaliza en un tamaño o en otro y necesita tiempo para cambiar entre tamaños.

La atención, creen otros, no solo tiene que cambiar en cuanto a cobertura espacial sino también entre niveles de representación. Si la atención pasa de operar sobre la forma global a un elemento local o viceversa, tenía que ser mediante la amplificación o la reducción del zoom atencional.

Los resultados indican que tanto los procesos atencionales de amplificación-reducción como los de cambio atencional eran similares funcionalmente, en el sentido de que ambos se pueden controlar involuntariamente (señal exógena) o voluntariamente (señal endógena). Sin embargo, un zoom hacia el nivel local tardaba más en producirse que un zoom hacia el nivel global.

Diferencias hemisféricas en atención

Estudios realizados demuestran que el hemisferio derecho tiende al procesamiento global mientras que el hemisferio izquierdo tiende al procesamiento local. Pacientes con lesiones en el hemisferio derecho tenían más dificultades para prestar atención a nivel global mientras que los que tenían lesionado el hemisferio izquierdo les costaba más procesar los atributos locales de un estímulo. Se cree que la atención no solo sirve para orientar la atención sino que actúa también como advertencia para incrementar la eficiencia o mejorar el procesamiento del estímulo. Parece ser que el hemisferio derecho participa en el mantenimiento de esa mejora porque los pacientes con lesiones en el lado derecho tienen dificultades para mantenerse alerta en tareas de atención sostenida y vigilancia.

El hemisferio derecho es más importante para mantener la atención que para cambiarla.

Heminegligencia visual

Los estudios realizados con pacientes neuropsicológicos que presentan dificultades en tareas simples de orientación han permitido obtener evidencias sobre la importancia de la orientación de la atención visual.

Estos pacientes no son ciegos desde el punto de vista visual, pero actúan como si no percibieran un lado del espacio que abarca su visión. El término sugiere que este fenómeno podría deberse a una inatención en el lado contralateral del espacio. Posner llevó a cabo unos experimentos con estos pacientes empleando la técnica de la señal: los pacientes no tenían problemas para prestar atención pero cuando la señal apuntaba hacia el lado afectado y el paciente antes había atendido al lado normal, parecía que la atención visual no podría desengancharse para pasar a la zona afectada.

Otro déficit asociado a ellos es la extinción visual. Los pacientes no tienen problemas para identificar un objeto presentado, pero si se les presenta otro simultánemante, no “ven” al objeto contralateral a la lesión. Si podrían nombrarlo en caso de que no se les presentase otro objeto en su lado normal. Es como si la presencia de un estímulo en el campo normal extinguiera la respuesta al estímulo en el dañado.

Heminegligencia del espacio imaginado

Algunos autores pensaron que la heminegligencia visual no se debe a un déficit en la visión sino a que el sujeto no logra construir una representación interna de un lado del espacio visual.

Grupos de objetos y espacio

Los resultados de los experimentos indicaron que los distractores alejados que se movían junto con el target producían más interferencia que los distractores inmóviles próximos al target. La atención se asignaba a grupos perceptivos en lugar de a regiones del espacio contiguo, puesto que en el mundo real tenemos que atender a objetos en movimiento en un entorno desordenado.

Inhibición de retorno basada en el objeto

Tipper y colaboradores consiguieron demostrar que la inhibición de retorno se basa en el objeto. Señalizaron la atención hacia un objeto en movimiento y encontraron que la inhibición se desplazaba junto con el objeto hasta su nuevo emplazamiento. Propusieron que son los objetos y no el espacio, lo que se inhibe y que la inhibición de retorno garantiza que no se vuelvan a buscar los objetos previamente examinados.

Heminegligencia visual basada en el objeto

Driver y Halligan hicieron un experimento en el que enfrentaron el espacio ambiental con el espacio centrado en el objeto. Los resultados indicaron que cuando se mueve el objeto atencional, la detección del target puede ser mejor en el lado afectado que en el normal.

Si la base de la heminegligencia visual se encontrase en el espacio ambiental, independientemente de cualquier movimiento que hiciera el objeto, los targets presentados en el espacio afectado deberían detectarse mucho peor que los que aparecieran en el espacio atendido. Aunque parece existir cierta evidencia de que la heminegligencia visual disponga de un componente basado en el objeto, otros autores señalaron que no siempre aparecía este efecto. Sugirieron que el espacio ambiental es generalmente el sistema de coordenadas dominante y que los efectos basados en los objetos tal vez solo aparezcan en condiciones donde los estímulos poseen lateralidad o asimetría en sus representaciones.

Otras explicaciones teóricas de los trastornos de la atención visual

Algunas explicaciones teóricas de la visión normal y de los trastornos visuales consideran que la conducta atencional es consecuencia de un estado cerebral integrado.

La hipótesis de Duncan (1999) propone que existen numerosas fuentes de información que activan distintos sistemas cerebrales en respuesta al input visual y que son objeto de un procesamiento competitivo.

El síndrome de Balint

Los pacientes presentan deficiencias importantes en tareas espaciales. Tienen dificultades para orientarse hacia estimulos visuales y de igual modo no son capaces de dirigir correctamente la mano y el brazo al intentar coger algo. No ajustan con normalidad el agarre al alcanzar. Estos pacientes suelen tener dificultades para calcular la longitud, la orientación y la distancia y pueden perder la capacidad de ensamblar piezas en un conjunto.