I micromovimenti oculari e l'informazione visiva: studio italiano

Simulate al computer le risposte dei neuroni della retina sottoposti a stimoli visivi
Il ricercatore del centro Istituto italiano di tecnologia (Iit) di Ferrara Antonino Casile, insieme ai colleghi Michele Rucci dell' University of Rochester (Usa) e Jonathan Victor del Weill Cornell Medical College (Usa) hanno dimostrato che i micromovimenti oculari, classicamente considerati inutili se non dannosi, costituiscono invece un elemento fondamentale per l' elaborazione dell' informazione visiva, e nello specifico per l' identificazione dei contrasti, fino ad oggi attribuita unicamente all' asse occhio-cervello. Lo studio, pubblicato sulla rivista 'eLife', permette di avere una conoscenza più completa del sistema visivo e del suo funzionamento e di compiere passi avanti nella comprensione di patologie in cui questi movimenti sono anormali. Una buona notizia anche per lo sviluppo di nuovi e più efficienti sistemi di visione artificiale. "Quando osserviamo una scena o un oggetto abbiamo la percezione di un' immagine stabile, questa impressione di stabilità tuttavia contrasta con quello che accade realmente sulla retina, dove la proiezione degli stimoli visivi è tenuta in costante movimento da piccoli movimenti oculari noti come movimenti di fissazione che persistono anche quando fissiamo un punto immobile", ricorda gli esperti. "Il meccanismo è simile a quello che avviene per il senso del tatto - spiega Antonino Casile, ricercatore Iit - Per percepire i dettagli della superficie di un oggetto infatti, non ci limitiamo ad appoggiare i polpastrelli su di essa ma li facciamo anche oscillare con dei piccoli movimenti''. 

Per capire il ruolo dei micro movimenti oculari nella percezione visiva, e nello specifico per l' identificazione dei contrasti, i ricercatori del team internazionale hanno simulato al computer le risposte dei neuroni della retina sottoposti a stimoli visivi usati in test standard di percezione visiva confrontandole con la percezione visiva riportata da soggetti umani esposti agli stessi stimoli. Il confronto ha mostrato che, in assenza di movimenti oculari, "le attività neuronali simulate differiscono drasticamente dalla percezione visiva dei soggetti umani. Tuttavia - evidenza la ricerca - aggiungendo i movimenti di fissazione ai modelli teorici, le risposte neuronali sono predittive delle risposte visive dei soggetti in un vasto range di condizioni sperimentali. Questo risultato indica che la percezione visiva, non è unicamente un processo sensoriale da attribuire all' asse occhio - cervello, ma ha intrinsecamente anche una componente motoria determinata dai movimenti oculari. "A livello clinico questa evidenza suggerisce un potenziale nuovo approccio ad alcune patologie connesse a disturbi della percezione visiva che fino ad oggi si pensava fossero causate da un malfunzionamento dei meccanismi neuronali della retina o di altri stadi del sistema visivo", sottolinea lo studio.

"Esistono alcuni disturbi percettivi come per esempio la dislessia - osserva Antonino Casile - che oggi vengono attribuiti unicamente a malfunzionamenti dei meccanismi neuronali della retina o di altri stadi del sistema visivo. Questi disturbi sono però associati in maniera consistente anche ad anomalie dei movimenti oculari, componente che viene solitamente ignorata. Il nostro studio suggerisce che la loro comprensione e trattamento potrebbero beneficiare di un nuovo approccio che prenda in considerazione anche la componente di disturbo motorio". "Questi risultati - conclude Michele Rucci, professore all' Università di Rochester- costituiscono il più recente tassello di una serie di ricerche che negli ultimi 15 anni ha rivelato una sorprendente capacità di controllo motorio nell' umano. La realizzazione che questi piccoli movimenti oculari contribuiscono alla percezione è importante non solo per comprendere il funzionamento del sistema visivo nell' uomo, ma anche per lo sviluppo di nuovi e più efficienti sistemi di visione artificiale".

 

fonte: eLife
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