La adaptación neuronal o adaptación sensorial es una disminución gradual de la capacidad de respuesta del sistema sensorial a un estímulo constante. Generalmente se experimenta como un cambio en el estímulo. Por ejemplo, si se apoya una mano sobre una mesa, inmediatamente se siente la superficie de la misma contra la piel. Sin embargo, posteriormente, la sensación de la superficie de la mesa contra la piel disminuye gradualmente hasta hacerse prácticamente imperceptible. Las neuronas sensoriales que inicialmente responden dejan de ser estimuladas para responder; este es un ejemplo de adaptación neuronal.
Todos los sistemas sensoriales y neuronales tienen una forma de adaptación para detectar constantemente cambios en el entorno. Las células receptoras neuronales que procesan y reciben estimulación experimentan cambios constantes para que los mamíferos y otros organismos vivos detecten cambios vitales en su entorno. Algunos actores clave en varios sistemas neuronales incluyen iones Ca 2+ que envían retroalimentación negativa en vías de segundos mensajeros que permiten que las células receptoras neuronales cierren o abran canales en respuesta a los cambios en el flujo de iones. También existen sistemas de mecanorrecepción que utilizan la entrada de calcio para afectar físicamente ciertas proteínas y moverlas para cerrar o abrir canales.
Funcionalmente, es muy posible que la adaptación pueda mejorar el limitado rango de respuesta de las neuronas para codificar señales sensoriales con rangos dinámicos mucho mayores al cambiar el rango de amplitudes del estímulo. Además, en la adaptación neuronal existe una sensación de retorno a la línea base desde una respuesta estimulada. Trabajos recientes sugieren que estos estados base están determinados en realidad por la adaptación a largo plazo al entorno. La variación en las tasas o velocidad de adaptación es un indicador importante para rastrear diferentes tasas de cambio en el entorno o en el propio organismo.
Las investigaciones actuales muestran que, si bien la adaptación ocurre en múltiples etapas de cada vía sensorial, suele ser más intensa y específica para cada estímulo en el nivel cortical que en las etapas subcorticales. En resumen, se cree que la adaptación neuronal ocurre a un nivel más central en la corteza cerebral.
Adaptación rápida y lenta Hay adaptación rápida y adaptación lenta. La adaptación rápida ocurre inmediatamente después de que se presenta un estímulo, es decir, en cientos de milisegundos. Los procesos adaptativos lentos pueden tomar minutos, horas o incluso días. Las dos clases de adaptación neuronal pueden depender de mecanismos fisiológicos muy diferentes. La escala de tiempo en la que la adaptación se acumula y se recupera depende del curso temporal de la estimulación. La estimulación breve produce una adaptación que ocurre y se recupera, mientras que una estimulación más prolongada puede producir formas de adaptación más lentas y duraderas. Además, la estimulación sensorial repetida parece disminuir temporalmente la ganancia de la transmisión sináptica talamocortical. La adaptación de las respuestas corticales fue más fuerte y se recuperó más lentamente. También se ha demostrado que se implementan escalas de tiempo de adaptación muy diferentes en el nivel de una sola neurona, donde pueden dar lugar a una adaptación libre en la escala de tiempo. En el extremo mismo de las escalas de tiempo evolutivas, se ha encontrado que las neuronas en diferentes partes de la retina despliegan diferentes cantidades de inhibición lateral para compensar el alto rango dinámico entre el suelo y el cielo.
Historia A finales del , Hermann Helmholtz, médico y físico alemán, investigó exhaustivamente las sensaciones conscientes y los diferentes tipos de percepción. Definió las sensaciones como los "elementos brutos" de la experiencia consciente que no requieren aprendizaje, y las percepciones como las interpretaciones significativas derivadas de los sentidos. Estudió las propiedades físicas del ojo y la visión, así como la sensación acústica. En uno de sus experimentos clásicos sobre cómo la percepción del espacio podía ser alterada por la experiencia, los participantes usaron gafas que distorsionaban el campo visual varios grados hacia la derecha. Se les pidió que miraran un objeto, cerraran los ojos e intentaran tocarlo con la mano. Al principio, los sujetos intentaron alcanzar el objeto demasiado a la izquierda, pero tras varios intentos lograron corregirlo.
alt=prismatic reversing glasses (upside down goggles with prisms)|miniaturadeimagen|Gafas de visión trasera prismáticas (gafas invertidas con dos prismas) Helmholtz teorizó que la adaptación perceptiva podría ser el resultado de un proceso al que se refirió como inferencia inconsciente, donde la mente adopta inconscientemente ciertas reglas para comprender lo que se percibe del mundo. Un ejemplo de este fenómeno es cuando una pelota parece hacerse cada vez más pequeña; la mente infiere entonces que la pelota se aleja de ella.
En la década de 1890, el psicólogo George M. Stratton realizó experimentos para comprobar la teoría de la adaptación perceptiva. En uno de ellos, usó gafas reversibles durante 21 horas y media a lo largo de tres días. Tras quitárselas, «la visión normal se restableció instantáneamente y sin ninguna alteración en la apariencia o posición natural de los objetos».
En un experimento posterior, Stratton usó las gafas durante ocho días completos. Para el cuarto día, las imágenes que veía a través del instrumento seguían invertidas. Sin embargo, al quinto día, las imágenes aparecían en posición vertical hasta que se concentraba en ellas; luego volvían a estar invertidas. Al tener que concentrarse para volver a invertir la visión, especialmente cuando sabía que las imágenes llegaban a sus retinas en la orientación opuesta a la normal, Stratton dedujo que su cerebro se había adaptado a los cambios en la visión.
Stratton también realizó experimentos en los que usó gafas que alteraban su campo visual en 45°. Su cerebro pudo adaptarse al cambio y percibir el mundo con normalidad. Además, el campo visual puede alterarse, haciendo que el sujeto vea el mundo al revés. Pero, a medida que el cerebro se adapta al cambio, el mundo parece "normal".
En experimentos extremos, psicólogos han probado si un piloto puede volar un avión con visión alterada. Todos los pilotos equipados con gafas que alteraban la visión pudieron pilotar la aeronave con seguridad y facilidad.
Visual Se considera que la adaptación es la causa de fenómenos perceptivos como las imágenes remanentes y el efecto posterior del movimiento. En ausencia de movimientos oculares de fijación, la percepción visual puede desvanecerse o desaparecer debido a la adaptación neuronal. Cuando el flujo visual de un observador se adapta a una sola dirección de movimiento real, el movimiento imaginado puede percibirse a varias velocidades. Si el movimiento imaginado está en la misma dirección que la experimentada durante la adaptación, la velocidad imaginada se reduce; cuando el movimiento imaginado está en la dirección opuesta, su velocidad aumenta; cuando la adaptación y los movimientos imaginados son ortogonales, la velocidad imaginada no se ve afectada. Estudios que utilizan magnetoencefalografía (MEG) han demostrado que los sujetos expuestos a un estímulo visual repetido a intervalos breves se atenúan al estímulo en comparación con el estímulo inicial. Los resultados revelaron que las respuestas visuales al estímulo repetido en comparación con el nuevo estímulo mostraron una reducción significativa tanto en la fuerza de activación como en la latencia máxima, pero no en la duración del procesamiento neuronal.
Aunque el movimiento y las imágenes son fundamentales para la adaptación, la adaptación más importante es la adaptación a los niveles de luminosidad. Al entrar en una habitación oscura o muy iluminada, se tarda un tiempo en adaptarse a los diferentes niveles. Esta adaptación permite a los mamíferos detectar cambios en su entorno. Esto se denomina adaptación a la oscuridad.
Auditivo La adaptación auditiva, como adaptación perceptiva con otros sentidos, es el proceso mediante el cual las personas se adaptan a los sonidos y ruidos. Como han demostrado las investigaciones, con el paso del tiempo, las personas tienden a adaptarse a los sonidos y a distinguirlos con menos frecuencia después de un tiempo. La adaptación sensorial tiende a fusionar los sonidos en un solo sonido variable, en lugar de tener varios sonidos separados como una serie. Además, tras la percepción repetida, las personas tienden a adaptarse a los sonidos hasta el punto de dejar de percibirlos conscientemente, o mejor dicho, a "bloquearlos". Una persona que vive cerca de las vías del tren, con el tiempo dejará de notar el paso de los trenes. De igual manera, quienes viven en grandes ciudades dejan de percibir los sonidos del tráfico después de un tiempo. Al mudarse a una zona completamente diferente, como un campo tranquilo, esa persona se percatará del silencio, los grillos, etc.
La mecanorrecepción del sonido requiere un conjunto específico de células receptoras, llamadas células ciliadas, que permiten que las señales de gradiente pasen a los ganglios espaciales, donde se envían al cerebro para su procesamiento. Dado que se trata de mecanorrecepción, a diferencia de la quimiorrecepción, la adaptación del sonido al entorno depende en gran medida del movimiento físico de apertura y cierre de los canales catiónicos en los estereocilios de las células ciliadas. Los canales de transducción mecanoeléctrica (MET), ubicados en la parte superior de los estereocilios, están preparados para detectar la tensión inducida por la deflexión del haz piloso. Esta deflexión genera una fuerza al tirar de las proteínas de enlace de la punta que conectan los estereocilios adyacentes.
Olfativo La adaptación perceptiva es un fenómeno que se produce en todos los sentidos, incluidos el olfato y el tacto. Una persona puede adaptarse a un determinado olor con el tiempo. Los fumadores, o quienes conviven con fumadores, tienden a dejar de percibir el olor a cigarrillo después de un tiempo, mientras que quienes no se exponen al humo con regularidad lo perciben al instante. El mismo fenómeno se observa con otros tipos de olores, como el perfume, las flores, etc. El cerebro humano puede distinguir olores desconocidos para el individuo, mientras se adapta a aquellos a los que está acostumbrado y que ya no necesita reconocer conscientemente.
Las neuronas olfativas utilizan un sistema de retroalimentación basado en los niveles de iones Ca₂₀ para activar su adaptación a olores prolongados. Debido a que la transducción de señales olfativas utiliza un sistema de transducción de segundos mensajeros, el mecanismo de adaptación incluye varios factores, entre los que se incluyen principalmente la CaMK o la calmodulina unida a iones Ca₂₀.
Somatosensorial Este fenómeno también se aplica al sentido del tacto. Una prenda desconocida recién puesta se percibe al instante; sin embargo, tras un tiempo de uso, la mente se adapta a su textura e ignora el estímulo.
Dolor Mientras que las neuronas mecanosensoriales grandes, como las de tipo I/grupo Aβ, muestran adaptación, las neuronas nociceptivas más pequeñas, de tipo IV/grupo C, no lo hacen. Como resultado, el dolor no suele remitir rápidamente, sino que persiste durante largos periodos; en cambio, otra información sensorial se adapta rápidamente si el entorno permanece constante.
Entrenamiento con pesas