COME IL NOSTRO CERVELLO SA PREDIRE QUELLO CHE I NOSTRI OCCHI VEDRANNO

Uno studio del ricercatore del Centro Interdipartimentale Mente/Cervello (CIMeC) dell'Università di Trento, che verrà pubblicato oggi nella versione on-line della rivista Nature Neuroscience, getta luce sui meccanismi neurali della visione

I nostri occhi sono sempre in movimento. La visione funziona come una serie di istantanee, ognuna delle quali è separata dalle altre dal movimento degli occhi verso un nuovo punto da fissare (detto saccade). Ogni giorno compiamo più movimenti con gli occhi che battiti con il cuore. In qualche modo il nostro cervello deve spiegarsi questo continuo afflusso di immagini che, come un dipinto cubista, presentano oggetti diversi, osservati da diversi punti di vista, in momenti diversi. I pazienti con danni cerebrali possono perdere questa abilità, ritrovandosi incapaci di tener conto del movimento degli oggetti nell’ambiente circostante.

Il problema fondamentale di come il cervello riunisca e comprenda informazioni provenienti da diverse istantanee, discusso per la prima volta dallo scienziato persiano Alhazen (intorno all'anno 1000 D.C.), è l'argomento di un nuovo studio pubblicato sul Nature Neuroscience. L'autore unico, David Melcher, é un neuroscienziato proveniente dal dipartimento di psicologia dell’Università di Oxford, oggi in forza al CIMeC (Centro Interdipartimentale Mente/Cervello) dell'Università di Trento a Rovereto.

La scoperta principale dello studio é che le diverse istantanee del mondo non si combinano come in un collage, ma neppure svaniscono dopo ogni movimento oculare. “Il nostro sistema visivo è molto efficiente”, spiega David Melcher. “Osservando un oggetto in movimento, riesce a mantenere inalterate alcune caratteristiche costanti e procedere con l'aggiornamento dei piccoli dettagli che mutano (una sorta di continua sovrascrittura di alcune informazioni raccolte e mantenute in memoria). Nel caso di un volto, negli individui dal sistema neurologico intatto, vengono mantenute caratteristiche come la tridimensionalità dello spazio, l'identità, il genere, e si procede al ricalcolo di semplici dettagli come l'illuminazione, la comparsa di rughe o cicatrici in seguito ad un cambiamento di prospettiva”.

Una sorta di lavoro senza sprechi, quello messo a punto dal nostro sistema visivo, che modifica la nostra percezione ancora prima di muovere gli occhi, quando l'oggetto da osservare è ancora nell'area visiva periferica. Melcher e colleghi stanno ora testando la “teoria predittiva” della percezione visiva, usando i numerosi e sofisticati strumenti disponibili al CIMeC, tra i quali la risonanza magnetica funzionale (fMRI), la registrazione dei movimenti oculari (Eye Tracking), la stimolazione magnetica transcranica (TMS). Oltre a spiegare i meccanismi neuronali che stanno alla base di questa attività del cervello, questa ricerca presenta anche degli aspetti di applicazione pratica. Ad esempio, un progetto di Melcher –già iniziato ad Oxford - sta considerando una particolare forma di dislessia, nella quale le parole e le lettere al loro all'interno vengono confuse durante la lettura. Un'altra possibilità è l'applicazione di queste idee alla storia dell'arte attraverso l'esame del modo in cui gli artisti hanno affrontato il problema di rappresentare il cambiamento della percezione visiva da una saccade all'altra.

Nell'articolo in uscita su Nature Neuroscience, la procedura sperimentale è chiara: si presentano ad un soggetto prima uno stimolo adattativo e, dopo un breve intervallo di tempo, uno stimolo test nello stesso luogo. Variando nel tempo e nello spazio la presentazione di questi due stimoli è possibile testare ciò che il cervello “si aspetta” di vedere, in base ai dati raccolti nelle fissazioni oculari precedenti. I risultati dimostrano che la percezione non re-inizia da zero ma che si mantiene in memoria una sorta di traccia alla quale il cervello si rivolge anche quando l'occhio guarda altrove.

Nel breve istante, dell'ordine di un decimo di secondo, che intercorre tra uno sguardo e l'altro, si verifica una sorta di cecità percettiva. Questa temporanea inibizione del nostro sistema visivo, che occupa circa il 20% delle nostre ore di veglia, é qualcosa di cui non abbiamo coscienza, come non ci accorgiamo dell'immagine mossa tra due fissazioni. La capacità del cervello di mantenere informazioni utili da una saccade alla successiva e di predire quello che si vedrà con la prossima fissazione, può spiegare il fatto che normalmente non ci rendiamo conto di questo vuoto percettivo e che gli oggetti si spostano, nel nostro campo visivo, con lo spostarsi del nostro sguardo.

Data articolo: giugno 2007

Per ulteriori informazioni:

Nicla Panciera
Polo di Rovererto - Università di Trento
Centro Interdipartimentale Mente/Cervello (CIMeC)
Via Tartarotti 7 I-38068, Rovereto (TN) - ITALY
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Center for Mind/Brain Sciences