La percepción es un proceso psicológico
que permite recoger y organizar la información
para facilitar que nos adaptemos al medio ambiente.
El proceso perceptivo
le debe mucho al mecanismo atencional.
En la mayor parte de las ocasiones,
para percibir un objeto del medio
debemos dirigir nuestra atención
a los detalles y elementos que son susceptibles
de ser analizados y procesados.
Así, los observadores tienden a dirigir su mirada
mediante el movimiento de sus ojos a aquellos objetos del ambiente
que captan su atención.
El interés por estudiar los movimientos oculares
que las personas realizan
cuando atienden y perciben el ambiente,
no se ha limitado
a los campos clásicos de la neurofisiología,
la oftalmología, la óptica,
o la psicología.
Actualmente, se ha extendido a otros contextos
tales como la publicidad,
o la ergonomía.
En estas áreas se aplican numerosos conocimientos
procedentes de la psicología cognitiva
con los que se pretende asegurar que los diseños visuales
capten adecuadamente la atención de observadores
y usuarios, así como garantizar la máxima eficacia
en la realización de tareas.
El ojo es el órgano especializado en la recogida
de la estimulación luminosa del medio.
Actúa a modo de intérprete de las ondas electromagnéticas
que se reciben del ambiente,
y envía la señal nerviosa al cerebro,
órgano responsable de la percepción visual humana.
Los globos oculares se encuentran insertos
en las órbitas oculares del cráneo.
Son esferas imperfectas
que exhiben un diámetro de unos 24 mm.
En el ojo humano,
la región especializada en captar detalles visuales
se ubica hacia el centro de la retina,
con cierto desplazamiento hacia el lado temporal
y se denomina región central, región macular,
o simplemente, mácula lútea.
Su diámetro aproximado es de unos cinco milímetros.
El centro de la mácula dispone
de una pequeña depresión denominada fóvea,
que es la zona de mayor agudeza visual.
El diámetro de la fóvea es aproximadamente de 1.5 mm.
Su porción central se denomina foveola,
y abarca aproximadamente unas tres décimas de milímetro.
La foveola está constituida
por células fotorreceptoras extraordinariamente finas
y es la región de mayor agudeza visual.
Si miramos a un punto de fijación estático,
el campo visual completo adopta una forma elíptica.
Abarca unos 135º en la dimensión vertical,
y 160º en la horizontal.
Sin embargo, el campo central no suele ir más allá
de unos 30º alrededor de la fóvea.
Pues a partir de este ángulo,
se precisa girar la cabeza para seguir un objeto
que aparezca en el campo periférico.
Las proyecciones de más alta agudeza visual
subtienden ángulos de 2º y residen en la fóvea.
La visión parafoveal se extiende hasta los 4º, aproximadamente.
A partir de 5º de ángulo visual,
se pierde en torno al 50% de la agudeza,
disminuyendo espectacularmente hacia la periferia del campo.
El movimiento del ojo
está controlado por seis músculos extraoculares
organizados en pares antagónicos.
El desplazamiento horizontal del ojo
está controlado por el recto medio, o recto interno,
que lo dirige hacia el lado nasal,
y el recto lateral, o recto externo,
que lo dirige hacia la zona temporal.
El movimiento vertical es más complejo
y depende de la combinación de cuatro músculos:
el recto superior,
el recto inferior, el oblicuo superior
y el oblicuo inferior.
Suponiendo que nuestro ojo derecho esté orientado
a la zona temporal en su totalidad,
son los músculos recto superior e inferior
los reponsables de elevar o bajar el ojo respectivamente.
Cuando el mismo ojo está orientado hacia la nariz,
el músculo oblicuo inferior lo elevará
y el oblicuo superior, lo bajará.
En posiciones horizontales intermedias,
el desplazamiento vertical del ojo
depende de una combinación proporcional
de los 4 músculos indicados.
Cuando nuestra mirada se dirige al frente,
la mitad del movimiento vertical se debe
a la actuación del músculo oblicuo superior o inferior,
y otro tanto a la del recto inferior o superior.
Una de las técnicas más utilizadas
en los laboratorios de percepción y atención
para registrar el movimiento ocular es la videoculografía.
A las técnicas videoculográficas
se les denomina de forma genérica
técnicas de eye tracking,
o técnicas de seguimiento ocular.
La finalidad de un eye tracker,
no es tanto la de registrar el ojo para estudiar
sus propiedades fisiológicas o cinéticas,
sino la de determinar con el mayor grado de precisión,
la línea de mirada de una persona.
Utilizando un seguidor ocular,
sabemos con gran precisión a qué zonas de un estímulo
está mirando una persona,
sin necesidad de que ésta nos lo comunique verbalmente.
Los eye trackers fundamentan su operación
en ciertas propiedades ópticas
que exhiben diversas zonas del globo ocular
y que en último término, determinan la técnica utilizada.
Estas propiedades se ponen de manifiesto
cuando un haz de luz imperceptible,
generalmente infrarroja, se emite hacia el ojo.
A partir de ahí,
una cámara fotosensible de registro ocular
detectará la señal infrarroja reflejada
y la transmitirá a una unidad central de control
que, convenientemente programada y calibrada,
detectará con precisión el movimiento del globo ocular
y hacia qué punto del campo visual
está mirando una persona.
A priori, el movimiento del ojo
puede parecer algo simple y azoroso.
Una imperfecta esfera
que orbita en dirección arriba abajo e izquierda derecha,
pareciendo detenerse a veces
cuando se dirige la mirada
hacia algún objeto o zona del espacio.
Sin embargo, el ojo no se mueve aleatoriamente
de una posición a otra, sino que sigue
una conducta propositiva o teleológica.
Cuando desplazamos nuestros ojos, lo hacemos por dos motivos.
Para dirigir la mirada hacia objetos de interés
que deben ser procesados cognitivamente.
Y para que las imágenes
se dispongan adecuadamente en la fóvea,
y obtengamos una percepción lo más nítida posible.
Aunque existen varios tipos funcionales
de movimientos oculares,
los que han sido más registrados y analizados
en el contexto propio de la atención visual
han sido los movimientos sacádicos.
Los sacádicos son
los movimientos oculares más rápidos.
Su finalidad es la de disponer los estímulos en la fóvea,
garantizando con ello la agudeza visual.
Ejecutamos sacádicos cuando exploramos el ambiente
o cuando leemos.
Tal es su importancia durante el procesamiento visual
que a lo largo de un día, se ha estimado
que una persona puede ejecutar una media
de unos 230 mil sacádicos.
Durante un salto o movimiento sacádico,
se ocasiona un fenómeno curioso denominado supresión sacádica.
Consiste en que la recogida
de información visual del medio
queda prácticamente interrumpida durante la ejecución del movimiento.
Una experiencia
que permite comprobar este fenómeno,
consiste en ponerse delante de un espejo
y tratar de observar el movimiento de nuestros ojos.
Lo único que prodremos percibir
será una imagen estática de los mismos
pero nunca el movimiento,
porque cada vez que este se realiza,
se interrumpe la recogida de información visual.
Entre los saltos sacádicos se disponen las fijaciones oculares.
En ellas, los ojos permanecen relativamente estables
para enfocar una zona concreta de la escena
durante periodos de tiempo breves.
Frecuentemente, de 200 a 350 ms de duración media.
La representación gráfica de una secuencia de saltos sacádicos
y fijaciones, se denomina scan path.
Cuando este se sobreimpresiona a la imagen observada,
se puede apreciar la exploración visual
que ha realizado un observador.
Las líneas corresponden a los saltos sacádicos,
o desplazamientos del ojo, de una zona a otra.
Los círculos representan las fijaciones oculares.
A mayor tamaño del círculo,
mayor duración de la fijación representada.
El término fijación ocular
es algo paradójico,
pues el ojo de un sujeto sano nunca está totalmente estático.
Si fijamos nuestra mirada en algún punto,
a pesar de creer que nuestros globos oculares
se mantienen firmes, la realidad es que se producen
pequeños micromovimientos.
Estos son involuntarios, de muy pequeña amplitud,
y su misión es la de ubicar la imagen
lo más exactamente posible en la fóvea.
Una de las facetas
que más ha interesado a los investigadores,
ha sido analizar cómo se vincula
el movimiento de los ojos con la atención visual.
Habitualmente, nuestra mirada se dirige
hacia aquellas zonas a las que prestamos atención
porque resultan de importancia.
En estas situaciones, se produce lo que se denomina
un cambio atencional abierto,
que permite dirigir el sacádico
hacia una zona de interés.
En otras ocasiones puede producirse un cambio atencional en cubierto
hacia otras zonas del campo visual como la periferia,
a pesar de que nuesta mirada permanezca relativamente estable.
En este caso, la persona que vemos
atiende a su tarea con el ordenador
al mismo tiempo que presta atención
indirecta o encubiertamente a la tarea que realiza su compañera.
La relación entre cambio atencional y movimientos oculares,
aún siento estrecha,
es de interdependencia parcial.
La ejecución de un sacádico exige redirigir
la atención hacia una zona relevante de la escena.
Aunque es factible realizar cambios atencionales encubiertos
que no implican movimientos sacádicos.
Existe importante evidencia empírica y clínica
que sugiere la presencia de relaciones
entre atención y movimiento sacádico, de manera que el cambio atencional
precederá siempre al cambio ocular,
pues determinados mecanismos subyacentes
que participan en el control atencional,
son compartidos con aquellos otros responsables
de la programación sacádica.
Además de los sacádicos,
el registro y análisis de las fijaciones oculares
o periodos de relativa pausa del ojo entre saltos sacádicos,
se convierte en un parámetro de excepcional importancia.
Pues durante estos momentos es cuando se produce
la recogida de información.
En muchas ocasiones,
y desde un punto de vista metodológico,
cuando se trabaja en exploración de escenas,
se suele analizar no tanto el número de fijaciones aisladas,
sino el tiempo total que la mirada del sujeto
reside en una determinada zona de interés.
Este tiempo, es la suma de las duraciones
de cada una de las fijaciones individuales
que se han producido en esta zona.
Explorar una escena, no es un proceso aleatorio.
Está influenciado
por las demandas que imponga la tarea
o por los propios objetivos y metas que persigue el observador.
Por ejemplo, varios trabajos han demostrado
que las personas que visualizan obras de arte
no lo hacen de forma arbitraria,
sino que, dependiendo de las indicaciones o intereses,
tienden a dirigir su mirada hacia las zonas más significativas.
En los laboratorios de psicología experimental,
una de las técnicas más utilizadas
para estudiar cómo exploramos las escenas,
ha sido introduciendo en las mismas objetos congruentes
o incongruentes con el ambiente.
Por ejemplo, encontrar una camioneta en una granja
es altamente congruente, poco significativo
y suministra escasa información.
Sin embargo, sustituir la camioneta por un pulpo
es muy significativo
y genera incongruencia informativa,
pues la presencia del cefalópodo es poco probable en este contexto.
Utilizando escenas de este tipo
y registrando el movimiento ocular de los observadores,
se ha demostrado
que en los primeros momentos de exploración, no están guiados
por factores eminentemente conceptuales
o de búsqueda de objetos relevantes.
Sino que el sujeto dirige su mirada
con el propósito de escudriñar percepivamente la escena
y generar un esbozo o boceto general de la misma.
Analizando el comportamiento ocular,
descubrimos que es bastante equiprobable
dirigir la mirada hacia los objetos congruentes o incongruentes.
Según pasa el tiempo,
durante el transcurso de la exploración
el número total de fijaciones que recibe una zona informativa
se incrementa, lo que es indicio de que esta zona
está siendo atendida
y procesada semánticamente.
En conclusión, las primera fijaciones sirven
para crear una representación visual previa.
Con posterioridad,
las fijaciones subsequentes se dirigirán
y concentrarán sobre las regiones locales de la escena
que dispongan de alta carga informativa
y sean importantes semánticamente en función de la tarea exigida.
Otra interrogante a la que se puede dar respuesta
al analizar un scan path
tiene que ver con la duración óptima de una fijación ocular
que permita extraer información de una zona visualizada.
¿Cuál es el tiempo mínimo de relativa pausa del ojo
entre sacádicos?
Y, ¿qué sucede cognitivamente en ese periodo?
Diversos trabajos experimentales
han permitido realizar estimaciones
de la duración media de una fijación ocular
durante la exploración de escenas.
Dependiendo del tipo de imagen utilizada,
ya sean dibujos, fotografías,
o escenas por ordenador en 3D, se obtienen valores diferentes.
Por ejemplo, este gráfico representa
la distribución de frecuencias de la duración de las fijaciones
en función del tipo de estímulo expuesto.
Se observa que el rango de valores de una fijación
oscila desde los 100 ms hasta los 1.000 ms.
Siendo el valor medio de la duración de unos 320 ms.
En la misma figura, se comparan los datos de exploración de imágenes
con los obtenidos en una tarea de lectura.
La duración media es semejante
tanto para tareas de exploración de escenas,
como para la tarea de lectura.
Aunque la variabilidad es mucho menor en lectura,
descubriéndose en esta última tarea escasas fijaciones
que superen los 340 ms.
Un aspecto que ha cautivado a los investigadores
es saber qué sucede durante los escasos milisegundos
que ocupa una fijación ocular.
Para ello, se han utilizado sofisticadas técnicas experimentales
de enmascaramiento periférico y foveal.
Por ejemplo, la técnica de escotoma móvil
consiste en superponer un disco negro
sobre la zona donde recae la mirada del observador,
eliminando la visión foveal
y garantizando exclusivamente la visión periférica.
Alternativamente, la técnica de la ventana móvil
consiste en enmascarar toda la escena,
salvo una ventana que coincide con la mirada,
lo que significa que el observador solo dispone de visión foveal.
Utilizando estas técnicas se ha descubierto
que durante una fijación ocular,
se ponen en marcha
al menos tres tipos de operaciones cognitivas.
Uno, recogida de información foveal.
Dos, escudriñado periférico.
Y tres, planificación del siguiente movimiento
sacádico del ojo.
Entre los primeros 50 o 100 ms de una fijación,
se está procesando la información foveal
con objeto de asegurar
la recogida de los contenidos más relevantes de la escena.
En ese mismo periodo, se inicia
un muestreo de la información periférica
que culmina en una fase posterior.
Al final del periodo temporal de una fijación,
la información periférica recogida
ayudará a planificar el siguiente salto sacádico
En conclusión,
solo una parte mínima de una fijación ocular,
los primeros milisegundos,
es utilizada para la recogida de la información
que se está atendiendo.
El resto, se dedica a explorar la periferia
con objeto de definir cuál será la siguiente posición de la escena
hacia la que dirigiremos nuestra mirada.
Otro aspecto importante
que ha sido analizado en los laboratorios
es observar cómo la duración media de las fijaciones
se modifica dependiendo de si alteramos
la calidad visual de la imagen.
Por ejemplo, al degradar una imagen haciendo que ésta pierda nitidez,
la duración de la fijación ocular promedio
tiende a incrementarse.
Si filtramos una imagen a paso bajo
y comparamos la exploración con el correspondiente original,
descubrimos que la duración media de las fijaciones
es mayor en la escena filtrada que en la original.
Este resultado nos sugiere que la fijación ocular queda afectada
por la naturaleza visual
de la información presente en la escena,
reflejando la existencia
de un esfuerzo cognitivo interpretativo.
De tal modo, que para identificar el estímulo en la imagen filtrada,
la fijación deberá incrementar su duración.
Finalmente, también ha suscitado el interés de los investigadores
estudiar cómo la duración de las fijaciones
se ve afectada por el transcurso temporal
del procesamiento cognitivo.
Utilizando escenas congruentes e incongruentes,
como las descritas anteriormente,
se han obtenido datos interesantes.
Con respecto a la duración de la primera fijación,
la que se dirige hacia los objetos altamente disonantes e informativos,
como el pulpo en la granja,
no es de mayor duración que la dirigida
hacia los de baja informatividad, como la camioneta en la granja.
Sin embargo, una vez transcurridos
los primeros momentos de exploración,
la duración media de las fijaciones posteriores
dirigidas hacia aquellas zonas más significativas
sí tiende a incrementarse.
Parece por tanto, que la duración de una fijación ocular
se incrementa conforme aumentan las demandas interpretativas
impuestas por la escena.
Así, la naturaleza de la información
repercute sobre el esfuerzo cognitivo interpretativo
exigido al observador,
y afecta al tiempo de la fijación.
El registro y análisis
del movimiento ocular de los observadores,
es de una enorme importancia
para los científicos interesados en descubrir
cómo el sistema cognitivo detecta y selecciona
la información del ambiente.
En el ámbito específico de la psicología,
constituye una medida de especial trascendencia
que ha permitido avances recientes y espectaculares
para comprender cómo los seres humanos
atendemos y percibimos el mundo que nos rodea.