Modelado del sistema de visión humano

AGAMENNONI, OSVALDO; DIMIERI, LEONARDO

Bahia Blanca

Jornada; Jornadas de Becarios, Tesistas y proyectistas; 2016

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN INGENIERIA ELECTRICA "ALFREDO DESAGES" (IIIE)

Mientras se lee o se observa una imagen, los ojos rápidamente se desplazan de un lugar a otro realizando movimientos sacádicos que ubican secuencialmente los puntos relevantes dentro de la fóvea en la retina. Éstos movimientos son seguidos de períodos de fijaciones, en los cuales la información adquirida es procesada por el cerebro, devolviendo una acción de control al sistema oculomotor con un nuevo objetivo. Durante las fijaciones, el ojo permaneceen un estado dinámico de pequeños movimientos (movimientos de fijación), que tiene tres componentes: las microsacádas, la deriva y el tremor. El origen de los dos últimos se cree que está intrínsecamente ligado al ruido neuronal del estado tensional de los músculos oculares, mientras que las microsacádas proveen un mecanismo de exploración minuciosa del objetivo o eventualmente, una corrección fina de la posición final del ojo. Un modelo matemático unificado de estos movimientos tiene implicancias teóricas y prácticas fundamentales. Elestado del arte sobre tema son algunos modelos dinámicos para los movimientos sacádicos, en particular un gran modelo preciso y detallado que describe correctamente el movimiento, pero en general no se presenta una buena integración con los movimientos de fijación. Uno de los objetivos de trabajo, es generar un modelo unificado que logre describir correctamente los datos de registros de moviemientos oculares de humanos. La manera de adquirir información durante los movimientos sacádicos se rige de manera general bajo dos grandes procesos en el cerebro: bottom up y top down. Para el proceso de bottom up durante el cual se obtiene rápidamente una construcción perceptual de unaimágen, la mirada es guiada secuencialmente hacia los puntos más salientes. Por esta razón, los mapas de saliencias resultan una herramienta fundamental para analizar las trayectorias de los movimientos sacádicos y fijaciones. El cerebro ha optimizado estas trayectorias, de manera de hacer más eficiente la tarea de extraer información visual y realizar tareas cognitivas exigentes. Por lo tanto, evaluar las trayectorias de la mirada durante una actividad compleja, donde el proceso cognitivo está identificado por bloques de subrutinas que involucran alsistema oculomotor y la actividad cerebral (memorias de trabajo, memoria semántica, etc.); resultan de gran importancia al momento de contar con una herramienta de evaluación de desempeño cognitivo y el manejo eficiente de la información visual, durante una tarea compleja como puede ser la conducción de un automóvil. Bajo éstas premisas, el equipo de trabajo se propone en la etapa final, utilizar lo desarrollado y la experiencia del grupo en materia de análisis de los movimientos oculares y la información que contienen, para implementar un simulador realista de conducción de un auto, conectado a un equipo de eyetracking, con el cual pueda someterse a una persona a realizar diversos tests que analicen el estado actual del uso del esfuerzo de procesar la información en el cerebro y lograr determinar algún indicador de desempeño cognitivo, durante la actividad desarrollada.