Roma – Perché le nostre immagini mentali rimangono nitide anche quando ci muoviamo velocemente? Un team di neuroscienziati guidato dal professor Maximilian Jösch presso l’Institute of Science and Technology Austria (ISTA) ha identificato un meccanismo che corregge le distorsioni visive causate dal movimento negli animali. Lo studio, condotto sui topi, identifica una funzione fondamentale che può essere generalizzata in tutto il sistema visivo dei vertebrati, compresi i primati come gli esseri umani. I risultati sono pubblicati su Nature Neuroscience . Nonostante il rapido sviluppo degli ultimi decenni, l’industria delle videocamere sta ancora recuperando terreno rispetto alle capacità dell’occhio umano. In particolare, le action cam sono progettate per catturare filmati mentre si è immersi nell’azione. Mentre giudichiamo la qualità dei filmati e la necessità di attrezzature sofisticate e software di ottimizzazione in base alle capacità dell’occhio umano, sorge spontanea una domanda: come fanno i nostri occhi a farlo così bene? I ricercatori guidati dal professor Maximilian Jösch presso l’Institute of Science and Technology Austria (ISTA) hanno ora risposto a questa domanda con un tour de force tecnico. I tre scienziati e co-primi autori Tomas Vega-Zuniga, Anton Sumser e Olga Symonova hanno combinato una serie di tecniche all’avanguardia per identificare una regione cerebrale nel topo che può prevedere e ridurre al minimo il modo in cui i movimenti distorcono il segnale visivo. Questa regione cerebrale, che risiede in profondità nel cervello, copia letteralmente i comandi motori del cervello per sopprimere le distorsioni indotte dal movimento. “Mostriamo che la correzione dell’immagine avviene molto presto durante l’elaborazione visiva, prima che le informazioni vengano trasmesse ad altre aree del cervello che sono note per rappresentare caratteristiche visive più complesse”, afferma Jösch. “Quindi, dimostriamo che il cervello dei mammiferi escogita strategie per compensare il movimento in modo efficiente prevedendone gli effetti sulla vista”.
Gli scienziati hanno individuato il “nucleo genicolato laterale ventrale” (vLGN) come la regione cerebrale responsabile di questo software di ottimizzazione video ad alta tecnologia integrato. Si trova nel talamo laterale, una struttura a forma di uovo al centro del cervello, sotto la corteccia cerebrale. I ricercatori hanno scoperto che il vLGN integra vari segnali motori e sensoriali provenienti da tutto il cervello e funge da hub per elaborare un segnale correttivo completo. Un esempio è la “sfocatura” dei segnali visivi non appena l’occhio si muove. Ciò consente di elaborare le fasi successive dell’elaborazione visiva in modo molto più efficiente. “Pensa alle strategie per ottenere buone riprese video durante una gara di Formula 1. Poiché le auto si muovono così velocemente, il tempo di esposizione deve essere ridotto per rendere le riprese finali meno sfocate”, spiega Jösch. Tali riprese possono essere trasmesse in diretta televisiva senza alcuna post-produzione. Questo è più o meno ciò che fa il vLGN per aiutarci a distinguere il nostro movimento da quello del mondo che ci circonda. Tuttavia, a differenza di una telecamera fissa che mostra le auto che sfrecciano, il vLGN del cervello elabora i segnali in modo simile all’occhio del pilota di Formula 1, che riprende le riprese a bordo, compensando dinamicamente il movimento per stabilizzare ciò che percepiamo.
Lavori precedenti hanno cercato un meccanismo che regoli efficacemente la vista durante il movimento. Gran parte di questo lavoro si è concentrato sullo studio dei movimenti oculari saccadici nei primati. Le saccadi sono rapidi spostamenti del centro dello sguardo da una parte del campo visivo all’altra, un movimento che teoricamente dovrebbe offuscare o creare un’immagine mentale, ma non sempre lo fa. Tuttavia, questi studi si sono concentrati sulle strutture corticali che sono coinvolte in fasi molto più avanzate del percorso di elaborazione visiva. Al contrario, il nostro sistema sensoriale è costantemente “bombardato” da vari tipi di movimenti. Quindi, prima il cervello riesce a compensare il movimento nella vista, meglio è, spiega Jösch. “Probabilmente i nostri risultati non sono stati osservati fino ad ora perché avevamo osservato fasi del percorso di elaborazione visiva in cui l’immagine era già stata corretta”. Ora, gli scienziati dell’ISTA ipotizzano che i loro risultati sul vLGN nei topi rappresentino una funzione fondamentale nel cervello dei mammiferi. “Strutture simili esistono nei primati, e questo è molto probabilmente il caso anche per gli esseri umani. Ciò rende i nostri risultati molto entusiasmanti”, afferma Jösch.(30Science.com)
