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Curso de Neurociencia cognitiva
III: Percepción
J. L. Díaz
www.joseluisdiaz.org
Postgrado Filosofía de la Ciencia, IIF, UNAM
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Percepción: definiciones y teorías generales
Percepción visual: cognición
Percepción visual: neurociencia
Percepción sonora y musical
Percepción dolorosa
Percepción háptica, propioceptiva, del tiempo y
alucinatoria
Antecedente filosófico-fisiológico:
Berkeley
• George Berkeley (1685-1753)
Obispo de Cloyne.
• “Esse est percipi.” Ser es ser
percibido.
• Los objetos son
fundamentalmente “ideas” en la
mente.
• La realidad está en la mente.
• ¿La neurociencia afirmaría que la
realidad esta fabricada por y en el
cerebro?
• ¿Se puede refutar esto?
Antecedente filosófico-fisiológico:
Merleau-Ponty
• Maurice Merleau-Ponty (19081968).
• Fenomenología de la percepción
(1945).
• Dimensión activa de la
percepción.
• La corporalidad como dimensión
básica de la percepción y la
conciencia.
• Los objetos de la percepción se
comprenden en referencia a un
sujeto corporal que interviene en
el mundo.
Percepción: definiciones
Detección de la
información sensorial
que especifica
propiedades de objetos,
eventos o procesos y
determina una
experiencia resultante
que permite
reconocerlos.
Sensación y percepción
• La percepción es más que
el registro consciente e
intuitivo de sensaciones,
pues no se explica sólo por
la naturaleza del estímulo.
• Argumento de la pobreza
del estímulo (Reseña de
Chomsky a Verbal Behavior
de Skinner, 1959) .
• En la percepción, la
sensación se transforma en
conocimiento, en
significado.
• En el percepto hay
contenido y representación.
Reconocimiento y percepto
• La información sensorial no requiere reconocimiento, se puede detectar
algo sin reconocerlo.
• El percepto como experiencia está enriquecido cognitivamente.
Procesos cognoscitivos implicados
en el percepto
• Memoria
(permite el re-conocimiento)
• Conceptos
(permiten asignar categorías
semánticas)
• Creencias
(permiten actitudes y disposiciones)
• Afectos
(permiten la valoración de la
información)
Teorías cognitivas de la percepción
• Teoría constructivista derivada
de Kant
• Teoría ecológica de James
Gibson
• Teoría computacional de David
Marr.
La percepción como hipótesis
• Hermann von Helmholtz (18211894)
• Percepto como conclusión de
inferencias inconscientes, al
igual que el significado.
• Más que aceptación pasiva de
estímulo, proyección de
conocimiento organizado.
• La percepción como un proceso
activo, sujeto a influencias de
diversas facultades mentales.
Teoría constructivista de la
percepción
• Más que descubrir el mundo, la
percepción construye el mundo.
• Antecedentes: Kant, Helmholtz.
• Exponentes: Piaget, Brunner,
Maturana/Varela, Gregory.
• Teoría top-down: la percepción es
cognitivamente penetrable.
• Conocimiento y experiencia previa
relevantes e indispensables.
• Búsqueda dinámica y activa de datos y
sentido.
• Selección de aspectos relevantes de la
imagen, contextualización, inferencia,
interpretación.
Teoría ecológica de James Gibson
• Acto perceptivo inmediato
• El ojo despacha información al cerebro
mediante un muestreo activo del
ambiente en busca de invariantes
estructurales a partir de los cuales se
construye el percepto.
• Affordance: posibilidad de acción
• Cualidad de objeto que permite una
acción: posibilidades de acción.
• Sistema perceptivo-motor.
Teoría computacional de David Marr
• La visión: tarea de procesamiento de información que
convierte una representación numérica en una simbólica
orientada a formas.
• Tres niveles de comprensión:
• (1) computacional, objetivo final
• (2) representación-algoritmo, proceso
• (3) implementación mecánica (hardware) proceso
neurológico.
Teoría proyectiva de Max Velmans
Monismo reflexivo
Esta figura que ven
no está en su
cerebro, sino aquí
en la pantalla.
No hay dos figuras,
sólo esta, que se
proyecta desde su
cerebro hasta
aquí.
Velmans, M. (2009) How to define
consciousness—and how not to
define consciousness. Journal of
Consciousness Studies, 16(5),
139-156.
¿Veía Galileo al sol ponerse?
Juan González (UAEM) SPCF 2009
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Percepción: definiciones y teorías generales
Percepción visual: cognición
Percepción visual: neurociencia
Percepción sonora y musical
Percepción dolorosa
Percepción háptica, propioceptiva, del tiempo y
alucinatoria
La Gestalt
• Los atributos de las partes quedan
definidos en base a su relación con el
todo.
• Contra el atomismo, el todo unificado.
• Importancia del contexto: Leyes:
– Figura y fondo.
– Semejanza, continuidad, proximidad.
– Área, simetría.
Elementos visuales de la escena
• Tamaño
• Forma
• Color: Matiz o Tono (longitud de
onda), Saturación (Cantidad de
color), Luminosidad o brillo
(Intensidad).
• Iluminación: sombreado, énfasis,
difusión.
• Textura: arreglo de superficie, tacto:
rugosidad, suavidad, aspereza,
tramado, rayado, punteado.
• Fondo y figura.
• Sintaxis o composición: contrastes,
simetría, equilibrio, peso
http://html.rincondelvago.com/artes-visuales_1.html
Detección y prominencia (Saliency)
• Propiedad de un estímulo de
sobresalir entre los demás y
hacerse conspicuo al capturar la
atención.
• La atención humana es atraída y se
dirige hacia características
minoritarias de la información.
• La novedad induce sorpresa.
• Mientras más se conoce una
imagen, más se utiliza el control
endógeno top-down.
Percepción de cosas
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Spelke, E. S. (1990). Principles of object
perception. Cognitive Science, 14, 29-56.
•
Percepción de objetos como cuerpos
unitarios, delimitados y persistentes.
Los objetos se perciben como tal en
escenas de múltiples ítems, en lugares
ocultos y se toman como persistentes
cuando se ocultan a la vista.
La percepción resulta de un análisis
centrado en el agente.
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farm2.static.flickr.com/1136/1386873848_592fb...
Fondo y figura
• Gestalt: Objeto ocurre en referencia a un fondo: se percibe sobre el
fondo.
• Escher: fondo y forma ambiguos.
• McLuhan: “el medio es el mensaje”. El fondo influye en cómo la forma
es percibida
Percepción de la forma
• Los micro-movimientos del ojo siguen el contorno del objeto.
• Permiten formación de la imagen de la forma del objeto en la retina.
• La fóvea permite distinguir figura/fondo
Dra. en C. Lilia Roselia Prado León
¿Qué es una forma?
• Arreglo espacial de elementos (estructura, conformación) y
contornos (figura, configuración), identificado y reconocido por un
sistema perceptivo.
• Pattern recognition: aplicación de una etiqueta lingüística a un
arreglo de forma. La entrada sensorial se compara a templetes de
la memoria.
El reconocimiento
• Las formas se reconocen por sus partes relevantes, por sus
caracteres.
• Las neuronas visuales detectan caracteres.
• Los componentes se integran mediante neuronas complejas
• Depende de la orientación (rostro invertido)
• Módulo cerebral crucial: La lesión del módulo produce prosopagnosia
(de personas, animales o cosas)
Pauta: forma en movimiento
• Muybridge: fotos secuenciales a lapso corto con cámaras en serie
La percepción visual engañosa: la
ilusión óptica
Inferencia top-down
• ¿Cóncavo o convexo? Depende de la dirección supuesta de la luz.
• Figura de Enrico Castellani
Percepción del tamaño y distancia
• Tamaño de la imagen del objeto
en la retina según distancia y
contexto
• El objeto de mayor tamaño
relativo parece más próximo.
•
Paralaje en movimiento: Los
objetos más cercanos pasan en
el campo de visión más
rápidamente que los lejanos.
Percepción en tercera dimensión
• Las pistas de los objetos se
obtienen por la visión
monocular y binocular.
• Monocular: Perspectiva.
convergencia líneas paralelas
en perspectiva lineal, hasta el
"punto de fuga” a una distancia
infinita.
• Binocular: pupilas a 65 mm,
imagen diferente en cada
retina, mayor en objetos
cercanos, imperceptible a
200m.
El punto de vista subjetivo
• Punto de convergencia (opuesto al punto de fuga) situado en el
observador.
• No hay un punto de convergencia cónico, sino un punto de
observación en la representación visual.
• La metáfora de punto de vista se extiende a la conciencia y a la
creencia.
Arte y percepción visuales
E. H. Gombrich
R. Arnheim
• Contorno
• Forma
• Crecimiento
• Espacio
• Luz
• Color
• Movimiento
• Dinámica
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Percepción: definiciones y teorías generales
Percepción visual: cognición
Percepción visual: neurociencia
Percepción sonora y musical
Percepción dolorosa
Percepción háptica, propioceptiva, del tiempo y
alucinatoria
La percepción visual: representación
neurofisiológica
• Detección de características (Hubel y Wiesel, 1962)
Columnas retinotópicas
Columnas sensibles a la orientación
en la corteza visual del gato
Relación con oxigenación (Mayhew,
2003)
http://psyc254.uconn.edu/Lecture09/
Mayhew2003.pdf
Módulos visuales de la corteza cerebral
Kaas et. al http://psyc254.uconn.edu/lecture09
Módulos y jerarquías de la visión
La percepción visual: sistema ventral
y dorsal
• Milner y Goodale, 1995
• Sistema ventral (qué, ver) y dorsal (dónde, mirar)
• ¿Agregar un sistema anterior? (cómo, posibilidad)
Modelo anatomo-funcional del
sistema visual
ww2.coastal.edu/kingw/psyc450/visualpaths.html
Modelo funcional de percepción
visual
http://mind.kaist.ac.kr/3_re/BrainScience/ImageUnderstandingFramework.gif
La agnosia visual
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Incapacidad para interpretar la escena visual sin que exista ceguera.
Incapacidad para identificar objetos.
Incapacidad para dibujar o copiar objetos.
Lesión del sistema ventral
Acromatospia
Prosopagnosia
Estabilidad perceptual
• Helmholtz: ¿Porqué vemos
estable la escena a pesar del
movimiento ocular y la
consecuente movilidad de la
recepción en la retina?
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Descarga corolaria (Pribram).
Toda acción autoproducida.
Automonitorización.
Reaferencia.
Sentido de propiedad y
fundamento de autoconciencia
(Edelman, Grande).
Visión binocular
• Recepción de la imagen en
cada ojo y comparación de
ambas a nivel de la corteza
cerebral.
• Se utilizan sus diferencias
como un indicador de la
posición relativa de los
objetos en el espacio.
• En la visión binocular el
cerebro fusiona las imágenes
de cada ojo en una sola
dotada de profundidad.
Rivalidad binocular
• Cuando imágenes distintas se
presentan a cada ojo, la visión se
alterna.
• Ejemplo de modulación top-down.
• Relevancia a la conciencia visual.
Movimiento ocular y percepción
visual
• Movimientos oculares
• Movimientos de cabeza
• Postura y ajuste corporal
Movimientos oculares
Los movimientos
del ojo están
integrados al
sistema visual
sensitivo-motor
Movimientos oculares y atención
visual
• La atención entendida
como el barrido, escrutinio
y detección de información
en el campo de una
representación mental
puede comprenderse en
analogía con el
desplazamiento de
movimientos oculares hacia
(en?) un campo visual.
• La fijación ocular se
interpreta como el mapa de
prominencias en el
estímulo.
•
kybele.psych.cornell.edu/.../ppweek11.html
Atención, tarea y escrutinio ocular
Registros (3 min) de
movimientos oculares en la
misma persona
1) Primera libre
2) Estimar clase de familia
3) Estimar edades
4) Estimar actividades previas
5) Recordar vestimentas
6) Recordar posiciones
7) Estimar cuánto tiempo el
visitante ha estado ausente
Yarbus, 1967
Mapa “térmico” según ruta de
fijación ocular
De izq a der: imagen original, fijaciones oculares (primeras 20) y
mapa de “zonas calientes”. Olivier Le Meur, Beaulieu, Fr.
Leçon d'anatomie, Rembrandt
Déjeuner sur l'herbe, Manet
Neuroestética
Estadios de
procesamiento visual
al mirar “La virgen en
el prado” de Rafael
según Robert Solso.
¡Ver es una acción!... Observe
¡Descanso, por favor!
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Percepción: definiciones y teorías generales
Percepción visual: cognición
Percepción visual: neurociencia
Percepción sonora y musical
Percepción dolorosa
Percepción háptica, propioceptiva, del tiempo y
alucinatoria
Proyecciones de la corteza auditiva
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Seis aspectos de la música
Una expresión motora optimizada
(conducta, ejecución)
Muchas veces sobre instrumentos
ajustados (herramienta resonante)
Constituye un estímulo sonoro
espaciotemporalmente organizado
(vibración física, transmisión en
medio elástico)
El cual resulta en una percepción
auditiva compleja (transducción
nerviosa, fisiología auditiva)
Dotada de estados emocionales y
figurativos conscientes (psicología,
fenomenología)
Artísticamente significativos y
socialmente valorados (estética,
cultura)
http://www.nature.com/nature/journal/v434/n7031/fig_tab/434312a_F1.ht
ml
Elementos de la música
• Melodía: secuencia de notas.
Frases, motivos, expectación
melódica.
• Armonía: combinación de notas.
Acordes, triada tonal, clave,
modos mayor y menor.
• Ritmo: regularidad, repetición,
proporción. Pulso, tempo, métrica.
• Timbre: cualidad sonora. Cantidad
e intensidad de armónicos
Neurobiología de la música
• Aspectos psicofísicos y psicofisiológicos de la
percepción y cognición musicales.
• Respuestas cerebrales a rasgos musicales diversos:
– melodía (Zatorre et al., 1994; Patterson et al.,
2002; Gagnon and Peretz 2000)
– tono (Zatorre 2001; Janata et al., 2002)
– timbre (Halpern et al., 2004)
– estructura temporal y rítmica (Sakai et al., 1999;
Samson et al., 2001)
• Se conoce menos sobre la experiencia afectiva al
escuchar música.
La percepción musical como un
fenómeno activo y situado
• El sistema auditivo ajusta su
procesamiento para responder al
contexto acústico y a las demandas del
estímulo.
• La percepción musical involucra
predicción.
• La necesidad de realizar predicciones
más acertadas involucra el desarrollo de
representaciones y estructuras
cognitivas musicales.
• La representación musical sólo se puede
entender en referencia al contexto
ambiental del estímulo.
La música como lenguaje
• Teorías del origen de la música.
• Evolutivas (Canto y voz animal, cortejo, selección sexual).
• Simbólico cultural (Langer).
• “Lenguaje universal” (Similitudes y diferencias con lenguaje
simbólico).
• El problema del significado y la representación.
• La música y los hemisferios cerebrales.
La gramática musical
• En 1983, el compositor y
teórico musical Fred
Lerdhal y el filósofo del
lenguaje Ray Jackendoff,
estudiante de Noam
Chomsky, conformaron la
gramática estructural de la
música (gramática-M) la
cual siguiendo reglas
inconscientes permite la
comprensión consciente
de la música.
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Percepción: definiciones y teorías generales
Percepción visual: cognición
Percepción visual: neurociencia
Percepción sonora y musical
Percepción dolorosa
Percepción háptica, propioceptiva, del tiempo y
alucinatoria
El dolor percibido
La molestia punzante que siento
en algún lugar del cuerpo es
una sensación, una cualidad
cruda de dolor
• la identificación de una aguja
como su causa,
• el dedo índice como el sitio
preciso del daño,
• el pinchazo como el tipo de
herida,
• el alcance circunscrito de la
lesión,
Constituyen, en su conjunto, una
percepción multi-modal y
compleja.
La percepción dolorosa
La cualidad aversiva y afectiva de la sensación da lugar a una
representación elaborada del estímulo lacerante que incluye la
parte del cuerpo lastimada y el carácter de la lesión.
Representación central del dolor:
Neuromatriz
• La corteza somato-sensorial
(Localidad)
• Corteza parieto-insular y núcleo VM
del tálamo (Interocepción)
• Corteza frontal media (Evaluación
conceptual)
• Cíngulo (Evaluación afectiva)
• Cerebelo (Control de comportamiento
fino)
• Amígdala (Sensación aversiva)
• Cuerpo estriado (Memoria sensorio-
El conocimiento propio de la
percepción dolorosa
• El contenido normal
de la representación
dolorosa es una lesión
corporal sujeta a
diversos grados de
conocimiento sobre el
daño.
Componentes de la percepción
dolorosa
El dolor en un individuo
íntegro, habitual y funcional
es un estado
• necesariamente
.
subjetivo
que asociamos, así sea
equivocadamente, a lesión
corporal y que tiene
normalmente seis
componentes:
1) Sensitivo
2) Afectivo
3) Cognitivo
4) Volitivo
5) Conducta
6) Cultural
Componente sensitivo
La sensación dolorosa
propiamente dicha es el
“núcleo primario.”
Según las características del
estímulo y la respuesta
fisiológica determina diversas
intensidades, cualidades y
modalidades de dolor.
Modulado top-down por
sistema descendente.
Componente afectivo
• La intensa emoción de desagrado,
aversión, sufrimiento y congoja que
se asocia a la sensación dolorosa.
• Centros de placer y displacer del
cerebro
Componente cognitivo
• Mediante la atención, la
memoria y el juicio se
discriminan:
• la naturaleza del estímulo,
• la localización y extensión
de la lesión
• la evaluación del daño
• Zonas cognitivas del
cerebro
Simon Letch
Componente volitivo
• Proyecta y dispone las acciones necesarias para encarar y
remediar el dolor o el problema que le da origen
• Zonas frontales del cerebro
Componente de conducta
• Se manifiesta en gestos,
lamentos, gritos, actitudes,
movimientos, locuciones y
otros actos.
• Están sujetos a diversos
grados de conciencia y
decisión.
• Acciones tendientes a
comunicar, contender y
resolver el dolor.
• Zonas motoras del cerebro.
Componente cultural
• Modula la experiencia dolorosa
mediante la ideología, las
normas, valores, expectativas,
adiestramientos y circunstancias
en las que está y ha estado
inmerso el individuo.
• Zonas sociales del cerebro.
• El dolor ajeno.
El amor duele
• La percepción del dolor en sujetos allegados, activa partes de la
matriz del dolor en el observador.
•
NeuroImage Volume 51, Issue 2, June 2010, Pages 923–929
¿Dónde está el dolor?
• El individuo que padece dolor lo
refiere con certeza al sitio de la
lesión.
• La neurociencia actual lo refiere al
cerebro.
• Algunos filósofos (Ned Block, 1983)
complican la cuestión:
El dolor está en la punta de mi dedo
La punta de mi dedo está en mi boca
Por lo tanto, el dolor está en mi boca
James Gillray
Sobre la localidad del dolor
• Las experiencias de dolor se encuentran en el cerebro, pero
refieren y localizan un daño situado en la punta del dedo,
independientemente de donde se encuentre el dedo.
• La incongruencia entre la experiencia fenomenológica y la
evidencia científica es general para toda sensación y toda
percepción.
• El dolor es representación de una lesión corporal de la misma
manera que el mundo visible es una representación del espacio
ante los ojos.
• Mediante la representación la conciencia se atasca en su objeto; la
percepción dolorosa rebota del cerebro (donde surge) de regreso
al sitio de la lesión (donde procede).
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Percepción: definiciones y teorías generales
Percepción visual: cognición
Percepción visual: neurociencia
Percepción sonora y musical
Percepción dolorosa
Percepción háptica, propioceptiva, del tiempo y
alucinatoria
La percepción háptica o táctil
• Superficies, texturas,
objetos
• Braille; corteza visual
involucrada
• Comunicación háptica no
verbal
– Agradable, cercanía
(cosquillas, beso,
abrazo, masaje)
– Desagradable (golpe,
abuso)
– El juego
Categorías hápticas
• Heslin (1974) delineó cinco :
1.
2.
3.
4.
5.
Funcional/profesional
Social/cortés
Amistoso/cálido
Amor/intimidad
Sexual/estimulación
• Intenso significado cultural
• Pocos estudios neurociencia
cognitiva
Percepción del tiempo
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Sensación de duración como base
Tiempo subjetivo inverso a la edad
Contracciones y elongaciones subjetivas
Cálculo de tiempo en animales y personas
No existen receptores particulares
No es una sensación orgánica
Debe existir un mecanismo endógeno
Candidatos neurocognitivos
Candidatos de reloj y marcapaso
El cereloj
Integración sensorial
• Proceso neurológico que
organiza la sensación
entre el propio cuerpo y el
medio que permite la
acción adecuada.
• Procesamiento de las
múltiples modalidades
sensoriales para organizar
una adecuada salida.
• Acoplamiento sensoriomotriz.
• Ejemplos: el sistema
audiovisual y el visuotactil.
La “visión” y el tacto Braille
• En las personas ciegas que leen en Braille se activan las regiones
visuales primarias del cerebro. En los videntes se desactivan.
• Input somatosensorial del área 17.
• ¿Tienen experiencias visuales los ciegos al leer Braile?
Sustitución sensorial
• La técnica de Paul Bach y Rita: tocar para ver
• ¿Estos ciegos ven?
• Información/qualia
Concepto de alucinación
• La definición psiquiátrica tradicional de
“percepción sin objeto” (desde Esquirol 17721840) es problemática por implicar una
ontología dualista o idealista.
• La definición de Hénry Ey (1900-1977) de
“percepción sin objeto que ser percibido” (Traité
des hallucinations, Paris, Masson, 1973) es
más aceptable al sugerir que el percepto
alucinatorio ocurre sin un estímulo al receptor
sensorial retineal.
• Aún incierto.
Alucinaciones
• Alucinaciones visuales,
auditivas, gustativas,
olfativas, dolorosas, táctiles.
• Alucinaciones hipnagógicas
y el sueño.
• Condiciones alucinatorias:
• Privación sensorial (ej:
efecto ganzfeld)
• Fiebre
• Fármacos
• SOC
• Psicosis
Alteraciones visuales por drogas
alucinógenas
• Des-automatización
• Intensificación
• Alucinaciones geométricas
• Fantasía intensificada
• Ilusiones
• Sustantivas
• Sustitución de campo.
El problema de la “realidad externa”
• Es difícil discernir entre
estimulación de la imaginación
y la alucinación.
• Criterio de demarcación: el
sujeto afirma que el contenido
de la visión está “afuera.”
• El sujeto puede afirmar que la
visión exterior es falsa o
verdadera según criterios
culturales: se trata de un juicio
sugestivo.
• Algunos autores hablan de
pseudo-alucinaciones cuando
el sujeto se da cuenta que su
percepción es “irreal”.
La alucinación tiene como objeto
“real” una representación
• La alucinación tiene como objeto una
representación psiconeural que es verídica en
referencia a la experiencia fenomenológica y su
contraparte neurológica; no en referencia a un
estímulo visual ausente.
• La representación visual como elemento
fundamental de la percepción y la alucinación
fue destacado por Eugene Bleuler (1857-1940)
en 1922:
• Las alucinaciones son “representaciones a las
cuales el sujeto atribuye un valor perceptivo”
(citado por Lanteri-Laura, p 110).
Definición de alucinaciones visuales en
base a la fenomenología de la
experiencia psicodélica
• Representaciones visuales sin estímulo a la retina a las cuales
el sujeto atribuye una cualidad perceptiva y una interpretación
diversa de realidad.
• Representación visual: experiencia perceptual lumínica,
cromática y figurativa, con una contraparte neurológica y un
fundamento fisiológico sensitivo-motor.
• Cualidad perceptiva: el sujeto siente y atribuye cualidades
fenomenológicas visuales a la experiencia.
• Interpretación diversa: el sujeto puede juzgar los contenidos de
su experiencia como existentes, inexistentes o dudosos; una
capacidad cognitiva de la autoconciencia.