I neuroscienziati della Ruhr-Universität Bochum (RUB) insieme ai colleghi dell’Università di Friburgo mostrano che gli errori di previsione possono apparire occasionalmente come illusione visiva quando si visualizzano sequenze di immagini rapide. Pertanto, anziché essere spiegati, gli errori di predizione rimangono di fatto accessibili nelle fasi finali dell’elaborazione che formano la percezione. Le teorie precedenti sulla codifica predittiva devono pertanto essere riviste. Lo studio è riportato in Plos One il 4 maggio 2020. Il nostro sistema visivo inizia a fare previsioni entro pochi millisecondi. Per fissare oggetti nel mondo esterno, i nostri occhi eseguono molto più di centomila di movimenti rapidi al giorno chiamati saccadi. Tuttavia, non appena i nostri occhi riposano circa 100 millisecondi, il cervello inizia a fare previsioni. Le differenze tra il contenuto dell’immagine precedente e quella corrente vengono quindi inoltrate alle fasi di elaborazione successive come errori di predizione. Il vantaggio di affrontare le differenze anziché le informazioni complete sull’immagine è evidente: simile alle tecniche di compressione video, il volume di dati è drasticamente ridotto. Un altro vantaggio si presenta letteralmente solo a una seconda vista: statisticamente, c’è un’alta probabilità che la prossima saccade arrivi su posizioni in cui le differenze con i contenuti dell’immagine precedente sono maggiori. Pertanto, il calcolo di potenziali variazioni del contenuto dell’immagine come le differenze rispetto ai contenuti precedenti prepara il sistema visivo all’inizio per nuovi input. Per verificare se il cervello utilizza effettivamente tale strategia, gli autori hanno presentato sequenze rapide di due immagini a volontari umani. Nella prima immagine erano sovrapposte due grate, nella seconda immagine era presente solo una delle grate. Il compito era quello di riportare l’orientamento dell’ultima griglia singola vista per ultima. Nella maggior parte dei casi, i partecipanti hanno riportato correttamente l’orientamento dell’orientamento attuale, come previsto. Tuttavia, sorprendentemente, in alcuni casi è stato percepito un orientamento che era esattamente ortogonale al reale orientamento. Cioè, i partecipanti hanno visto a volte la differenza tra i precedenti reticoli sovrapposti e l’attuale griglia singola. Vedere la differenza invece dell’input di corrente reale è qui un’illusione visiva che può essere interpretata nel vedere direttamente l’errore di predizione. Nell’ambito della teoria della codifica predittiva, gli errori di previsione sono per lo più concepiti nel contesto di funzioni cognitive superiori che sono accoppiate ad aspettative coscienti. Tuttavia, hanno dimostrato che anche gli errori di predizione hanno un ruolo nel contesto di eventi percettivi altamente dinamici che si verificano entro una frazione di secondo. Il presente studio rivela che il sistema visivo mantiene simultaneamente informazioni sui contenuti di immagini passate, attuali e possibili future. Tale strategia consente stabilità e flessibilità quando si visualizzano sequenze di immagini rapide. Nel complesso, questi risultati supportano ipotesi che considerano la percezione come un risultato di un processo decisionale. Pertanto, gli errori di previsione non dovrebbero essere risolti troppo presto, poiché potrebbero diventare rilevanti per i seguenti eventi. Nei prossimi studi gli scienziati esamineranno i set di parametri che guidano l’illusione percettiva nel modo più efficace. Oltre a parametri fisici semplici come la durata dello stimolo, la luminosità e il contrasto, potrebbero essere coinvolti altri fattori più sfuggenti che caratterizzano le caratteristiche psicologiche. La prospettiva a lungo termine degli autori è lo sviluppo di test visivi pratici che possono essere utilizzati per una diagnosi precoce di disturbi cognitivi collegati a rapidi processi percettivi percettivi.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Perception of the difference between past and present stimulus: A rare orientation illusion may indicate incidental access to prediction error-like signals”. by Robert Staadt, Sebastian T. Philipp, Joschka L. Cremers, Jürgen Kornmeier, Dirk Jancke. PLOS One

Immagine: Abstract eye (Enrico Bigi)