In che modo l’attenzione aiuta il cervello a percepire un oggetto

È facile non notare qualcosa che non stai cercando. In un famoso esempio, si chiedeva alla gente di osservare da vicino due gruppi di persone: un gruppo vestito di nero e l’altro di bianco che si passavano una palla tra loro. Agli spettatori è stato chiesto di contare il numero di volte in cui la palla è passata dal nero al bianco. Sorprendentemente, la maggior parte degli osservatori non ha notato un uomo in un vestito da gorilla, che camminava tra i giocatori. Questa capacità del cervello di ignorare le informazioni visive estranee è fondamentale per il modo in cui lavoriamo e funzioniamo, ma i processi che governano la percezione e l’attenzione non sono completamente compresi. Gli scienziati hanno a lungo teorizzato che l’attenzione su un oggetto particolare può alterare la percezione amplificando determinate attività neuronali e sopprimendo l’attività di altri neuroni (“rumore” cerebrale). Ora, gli scienziati di Salk hanno confermato questa teoria dimostrando quanto il rumore di sottofondo proveniente dai neuroni possa interrompere l’attenzione focalizzata e indurre il cervello a lottare per percepire gli oggetti. I risultati, apparsi su eLife potrebbero aiutare a migliorare i progetti per le protesi visive. Questo studio ci informa su come le informazioni sono codificate nei circuiti elettrici nel cervello. Quando uno stimolo appare davanti a noi, questo attiva una popolazione di neuroni che sono selettivi per quello stimolo. Sovrapposti a quella risposta evocata dallo stimolo vi sono ampie fluttuazioni a bassa frequenza nell’attività neurale. Il lavoro precedente dello stesso laboratorio ha rilevato che quando l’attenzione è diretta allo stimolo, queste fluttuazioni a bassa frequenza vengono soppresse. I modelli teorici dell’elaborazione delle informazioni neurali hanno suggerito che tali fluttuazioni dovrebbero pregiudicare la percezione e che l’attenzione migliora la percezione filtrando queste fluttuazioni. Per testare direttamente questa idea, i ricercatori si sono rivolti a una tecnologia d’avanguardia chiamata optogenetica, una tecnica che può influenzare l’attività dei neuroni facendo brillare i laser sulle proteine ​​attivate dalla luce. Il team ha utilizzato un protocollo di stimolazione laser a bassa frequenza diretto in una regione del cervello visivo negli animali per creare fluttuazioni della risposta a bassa frequenza, le stesse fluttuazioni neurali che l’attenzione sopprime. Hanno misurato l’impatto di questo sulla capacità dell’animale di rilevare un piccolo cambiamento nell’orientamento di uno stimolo visivo presentato sullo schermo di un computer. Come previsto dalla teoria, la percezione del rumore alterata aggiunta. Quindi, hanno ripetuto l’esperimento, ma utilizzando un protocollo laser diverso per indurre fluttuazioni su un intervallo ad alta frequenza che l’attenzione non sopprime. Coerentemente con la teoria, ciò non ha avuto alcun impatto sulla percezione. Questa è la prima volta che questa idea teorica che l’aumento del rumore di fondo può danneggiare la percezione è stata testata. Hanno confermato che l’attenzione funziona in gran parte sopprimendo questa attività coordinata di attivazione dei neuroni. Questo lavoro apre una finestra sul codice neurale e diventerà parte della nostra comprensione dei meccanismi neurali alla base della percezione. Una comprensione più profonda del linguaggio neurale della percezione sarà fondamentale nella costruzione di protesi visive. Successivamente, gli scienziati pianificano di esaminare i diversi tipi di cellule che costituiscono il circuito visivo nel cervello, al fine di comprendere meglio le basi neurologiche dell’attenzione e della percezione.

Daniele Corbo

Bibliografia: Anirvan Nandy, Jonathan J Nassi, Monika P Jadi, John Reynolds. “Optogenetically induced low-frequency correlations impair perception”. eLife 2019;8:e35123 doi:10.7554/eLife.35123

Immagine: My brain (Rachel Ellis)

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