Estrictamente, la pupila no es más que un orificio en el iris por donde pasa la luz hasta la retina. Y no deja de ser interesante, pero la ciencia actual nos muestra algo mucho más fascinante: La pupila es una especie de teatro, donde se representan los estados del cerebro. Cambia con la luz, por supuesto, pero también con lo que pensamos, con lo que sentimos, e incluso con lo que esperamos que ocurra. Comprenderla es comprender una parte profunda de cómo funciona, no solo el cerebro, sino la mente humana como tal.

La pupila como afinador sensorial del cerebro

El concepto de sensory tuning describe cómo el sistema visual ajusta la sensibilidad propia según las necesidades del entorno, además de la tarea que se realiza, y lo hace mediante la regulación pupilar. No se trata de un mecanismo pasivo, es un proceso dinámico en el que la pupila contribuye a optimizar la manera en la que la luz llega a la retina y por lo tanto, en lo que vemos y en la forma en que procesamos la información.

En el artículo From pupil to the brain, los autores explican que el diámetro pupilar participa en este ajuste fino modulando el equilibrio entre la discriminación y la detección visual. ¿De qué forma? Bueno, pupilas más pequeñas favorecen la nitidez y el detalle; mientras que las pupilas más grandes aumentan la sensibilidad a una percepción más global de la luz y el movimiento.  O sea, la pupila no solo responde a la luz del entorno, sino también a la intención visual del cerebro, o, lo que es lo mismo, a lo que el cerebro planea hacer con la mirada.

Veámoslo así: cuando necesitamos enfocar con precisión, como leer o enhebrar una aguja, la pupila tiende a contraerse. Pero cuando necesitamos mayor vigilancia visual, mayor atención, como al caminar por lugares desconocidos, se dilata para captar mejor cualquier cambio relevante y que requiera nuestra atención. Es el cerebro calibrando la entrada sensorial en tiempo real según las necesidades del momento.

La pupila como marcador del arousal ¿qué es el arousal?

El arousal o estado de activación cerebral, es un elemento clave en la neurociencia. No se trata de un único mecanismo, sino de un conjunto de sistemas que mantienen al cerebro alerta, preparado y atento. Y la pupila pone en evidencia este mecanismo o estado, es un indicador ideal del arousal.

En The neurobehavioral meaning of pupil size, se explica que el tamaño pupilar refleja la interacción de múltiples neuromodulares (noradrenalina, acetilcolina, serotonina e incluso orexina). Cada uno contribuye de forma distinta al arousal. La pupila se considera un reflejo fácilmente visible de este estado global del cerebro, más allá de la simple iluminación.

A modo de ejemplo:

• Cuando estamos concentrados, la pupila se dilata ligeramente.
• Cuando anticipamos una decisión importante, se dilata más.
• Cuando estamos fatigados o sin motivación, tiende a disminuir su diámetro.

Entonces, la pupila se convierte en un marcador continuo de cómo el cerebro equilibra su nivel de alerta según lo que está haciendo y sintiendo.

Un tercer artículo que utilicé para esta publicación fue The role of melanopsin photoreception on visual attention linked pupil responses, y en este se demuestra incluso que cuando tomamos decisiones visuales, por ejemplo, detectar un estímulo o discriminar un cambio, la pupila experimenta una dilatación evocada por la tarea, algo que llaman task-evoked pupil dilation (TEPD). Esta dilatación no depende solo de los conos, sino también de la vía de la melanopsina en las células ganglionares intrínsecamente fotosensibles (ipRGCs), lo cual le añade un matiz más luminoso y neurológico al arousal también.

La pupila en diálogo directo con el cerebro profundo

Más allá de la luz y de la atención, la pupila también cambia con nuestras emociones. No porque queramos, sino porque el sistema autónomo, especialmente la noradrenalina del locus coeruleus (forma parte del arousal) y la interacción con estructuras como la amígdala, que regula su tamaño de manera involuntaria.

Según the neurobehavioral meaning of pupil size, la pupila se dilata ante estímulos emocionalmente intensos, tanto agradables como desagradables. Es una señal del aumento del arousal emocional y de la preparación que va teniendo el cerebro para responder a la situación.

Con esto, es más fácil entender por qué:

• El interés dilata la pupila.
• El miedo la dilata aún más.
• La sorpresa provoca una respuesta rápida y marcada.
• La calma o el aburrimiento la mantienen contraída.

Mas allá de ser solo un reflejo luminoso, la pupila se convierte en un reflejo emocional.

Además, from pupil to the brain señala que estos cambios emocionales en la pupila pueden integrarse con las señales de luz y atención para producir patrones complejos que revelan el estado interno del observador. La pupila no responde a un solo sistema, sino que a varias señales del cerebro que convergen al mismo tiempo para modificar su tamaño, entre las principales conocidas están la luz, la atención y las emociones.

La luz que estimula más que la visión: melanopsina

Una de las aportaciones más recientes en la neurociencia visual es el papel que tiene la melanopsina, un fotopigmento primeramente descrito por Provenzio en los 90, que no participa directamente en la visión de formas y objetos, pero sí ayuda en la modulación del arousal, la atención y la fisiología del reflejo pupilar.

En el artículo de Gnyawali y sus colaboradores, se demuestra que la estimulación de melanopsina puede generar respuestas pupilares diferentes, incluyendo patrones bifásicos característicos durante tareas atencionales (una dilatación temprana y luego una fase más lenta y sostenida). Además, la luz rica en longitudes de onda que activan la melanopsina (¿te imaginas cuál longitud de onda? Pues sí, la azul) aumenta la actividad en regiones cerebrales relacionadas con la toma de decisiones y la vigilancia (Gnyawali et al, 2022).

La pupila no reacciona solo a lo que «vemos», sino también a lo que nuestro sistema «no visual» detecta.

Ver el universo cerebral a través de un orificio

La pupila es mucho más que el diafragma óptico del ojo. Es el punto donde convergen:

• La regulación luminosa.
• La afinación sensorial (sensory tuning)
• La atención.
• La toma de decisiones.
• La emoción.
• La modulación de múltiples sistemas neurológicos.

Cuando observamos la pupila, estamos observando un resumen dinámico del cerebro en acción.

En opometría, oftalmología y todas las ciencias de la visión, es importante comprender esta compleja interacción, pues no solo enriquece la evaluación clínica, sino que amplía nuestra manera de entender al paciente: sus estados internos, su nivel de alerta, su experiencia emocional y su relación con la luz.

La pupila, vista desde la neurociencia, es una ventana sorprendente, ese teatro donde se representan las emociones y la atención, y nuestras expectativas visuales. Pequeña, pero profundamente reveladora, hacia la mente humana.

Referencias

Gnyawali, S., Feigl, B., Adhikari, P., & Zele, A. J. (2022). The role of melanopsin photoreception on visual attention linked pupil responses. European Journal of Neuroscience, 55(8), 1986–2002.

Grujic, N., Zénon, A., & Correa, Á. (2024). The neurobehavioral meaning of pupil size. Trends in Cognitive Sciences, 28(3), 295–308.

Mathôt, S. (2020). From pupil to the brain: The neurophysiology of pupillary responses and their link to cognition. Journal of Cognition, 3(1), 1–16.