La corteccia visiva può anticipare eventi futuri

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La corteccia visiva può anticipare eventi futuri
La corteccia visiva può anticipare eventi futuri

Siamo tutti un pò veggenti?

Immaginate di andare al parco e giocare con un amico con una palla da baseball. Vi mettete a pochi metri di distanza, uno di fronte all’altro, e iniziate e passarvi la palla. Ad ogni lancio dell’amico dovete aggiustare la posizione della mano per essere sicuri di afferrare la palla: ma come riuscite a predire la traiettoria della palla in base ai lanci avvenuti prima? Come anticipate un evento futuro?

Una domanda molto simile ha portato allo studio recentemente pubblicato su Nature Communications da parte di Matthias Ekman e del suo team della Radboud University.

Partendo da studi precedenti che dimostravano la natura predittiva del sistema visivo in contesti statici, i ricercatori hanno voluto vedere se tale abilità traslasse anche a stimoli dinamici, più vicini alle esigenze della vita di ogni giorno.

Setting

Sostituite la palla da baseball con un punto luminoso e il parco con un fMRI e otterrete il setting dello studio.

Ai partecipanti, disposti all’interno del macchinario da RM, è stato innanzitutto mostrato per 4 minuti un puntino bianco su schermo nero in rapido movimento obliquo da sinistra verso destra o viceversa.

Una volta abituati a questo stimolo, i ricercatori hanno fatto comparire di tanto in tanto soltanto il primo punto della serie (stimolo anticipatorio) o l’ultimo (stimolo non anticipatorio).

Anticipazione

Come atteso, se ad essere proiettato era il primo punto della serie, la corteccia visiva primaria (V1) rispondeva con un pattern di attivazione considerevolmente simile a quello ottenuto dalla proiezione dell’intera sequenza. Risposta che non si è invece ottenuta per l’ultimo punto della serie.

Da sx verso dx: pattern di attivazione per l’intera sequenza, per lo stimolo anticipatorio, per lo stimolo non anticipatorio

Sorprendentemente i ricercatori hanno anche dimostrato che tale processo di anticipazione potrebbe essere automatico. Infatti, ripetendo l’esame in due sessioni distinte in cui veniva chiesto ai partecipanti di prestare attenzione alla sequenza di punti luminosi o ad un compito distraente, si sono ottenuti risultati sostanzialmente analoghi

“La corteccia visiva predice l’evento anche se l’attenzione è posta altrove, ciò suggerisce che la predizione sia un processo automatico” – Matthias Ekman, Radboud University.

Infine, dal confronto tra l’attività neurale durante la presentazione dell’intera sequenza di punti luminosi e quella anticipatoria, è emerso che l’onda anticipatoria è significativamente compressa temporalmente.

Potremmo parlare di un fenomeno di fast-forward, l’opposto del flashback: i neuroni rielaborano velocemente il pattern attivatorio sperimentato nei test precedenti.

Implicazioni

I risultati dell’esperimento di Ekman hanno due implicazioni maggiori.

In primo luogo rafforzano il concetto di anticipazione del sistema visivo e lo estendono a compiti più vicini, sebbene ancora molto semplificati, a quelli richiesti dalle normali attività che svolgiamo quotidianamente.

Secondariamente i risultati introducono il concetto di automatismo del processo di anticipazione, svincolando parzialmente la corteccia visiva primaria dal contributo di aree notoriamente associate alla memoria degli eventi quali l’ippocampo.

Conclusioni

La percezione visiva si rivela essere sempre più non una mera captazione di informazioni quanto piuttosto una continua integrazione tra la registrazione degli stimoli attuali e le informazioni precedentemente immagazzinate in relazione ad essi. Integrazione che, nel corso dell’evoluzione, ha portato ad un meccanismo fine quale è l’anticipazione, ritenuta alla base della capacità di rispondere in tempi utili agli stimoli esterni. Di fatti, lo sviluppo dell’anticipazione ha probabilmente rappresentato un vantaggio evolutivo risultando di vitale importanza in quelle situazioni in cui la rapidità di risposta avrebbe fatto la differenza tra la vita e la morte.

FONTE | Studio originale pubblicato su Nature Communications