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Per capire come il cervello crea un'esperienza percettiva – una rappresentazione dell'ambiente circostante di una persona che coinvolge la vista – i ricercatori possono studiare un'area del campo visivo chiamata punto cieco.
Normalmente, la luce riflessa dagli oggetti entra nell'occhio e viene focalizzata sulla retina, un pezzo di tessuto neurale posizionato nella parte posteriore, dove esistono cellule fotosensibili e vengono stimolate da questa luce.
I loro segnali si raccolgono e lasciano l'occhio attraverso un fascio di fibre nervose chiamato nervo ottico, che poi trasmette queste risposte al cervello.
Quando questi segnali raggiungono la corteccia visiva, vengono interpretati, con conseguente esperienza cosciente di come appaiono le immagini nel dipinto, inclusa la loro forma, consistenza e colore.
Tuttavia, le informazioni visive che il cervello riceve non forniscono un quadro completo del dipinto; A causa dell'anatomia dell'occhio, mancano dei pezzi. Questo è il risultato dell'assenza di cellule fotosensibili dalla regione della retina in cui il nervo ottico esce verso il cervello.
Pertanto, qualsiasi luce che atterra su questa posizione non produce un segnale, il che si traduce in punti ciechi per entrambi gli occhi, posizioni nel campo visivo per le quali gli stimoli in arrivo non vengono elaborati.
Non siamo consapevoli di queste regioni, poiché il nostro cervello è in grado di "riempire" i punti ciechi estrapolando dal nostro ambiente circostante più ampio, come i colori e le trame laterali.
Utilizzi tecniche che si concentrano sugli occhi? Blind Spots, questo video indaga i meccanismi attraverso i quali il cervello crea e riempie le esperienze percettive.
Non solo spieghiamo come progettare gli stimoli e raccogliere i partecipanti? dati sui punti ciechi, ma esploriamo anche come i ricercatori utilizzano questi metodi per studiare i meccanismi neurali alla base della percezione visiva e le malattie che ne influenzano.
In questo esperimento, ai partecipanti vengono prima presentati semplici stimoli basati sulla forma – progettati per localizzare i loro punti ciechi – seguiti da altri più complessi per indagare infine come il cervello riempie le parti mancanti degli individui? campi visivi.
Il primo tipo di stimoli "progettati per localizzare i partecipanti" Punti ciechi?consiste in un cerchio e una stella, entrambi dello stesso colore e posizionati sui lati opposti di un pezzo di carta bianca.
Per uno stimolo che valuta il punto cieco dell'occhio sinistro, il cerchio si trova sul lato destro del foglio. Al contrario, per uno stimolo dell'occhio destro, il cerchio è posizionato sul lato sinistro del foglio.
Prima di visualizzare queste immagini come parte del compito, i partecipanti devono posizionare un cerotto sull'occhio che non viene testato, ad esempio l'occhio destro per uno stimolo focalizzato a sinistra, al fine di evitare la sovrapposizione della vista.
I partecipanti vengono quindi istruiti a tenere lo stimolo di fronte a loro e a concentrarsi sul cerchio. Inizialmente, è probabile che vedano sia il cerchio che la stella, il che significa che nessuna delle due forme è posizionata in un punto cieco.
I partecipanti spostano quindi lo stimolo in una combinazione di direzioni: sinistra o destra, su o giù e più vicino o più lontano. Questo viene continuato fino a quando l'intero foglio di carta è ancora in vista, ma la stella è segnalata come scomparsa.
Il trucco è che, sebbene la stella rimanga sul foglio – la forma non viene fisicamente cancellata – spostando lo stimolo, i partecipanti la spostano nel punto cieco nel campo visivo del loro occhio.
Poiché questo non può essere integrato dalle informazioni provenienti dall'occhio opposto coperto di chiazze, la stella svanisce percettivamente.
Per confermare la posizione del punto cieco, i partecipanti spostano ripetutamente la carta con piccoli incrementi, in modo che la stella riappaia e scompaia.
Una volta individuati i punti ciechi di entrambi gli occhi, vengono eseguiti test di "riempimento" con stimoli più complicati.
In questo caso, le stelle sono posizionate in diverse ambientazioni su uno sfondo a tinta unita; tra diverse forme uniformi e colorate; o al centro di un rettangolo colorato, ognuno dei quali costituisce un processo separato.
Rispettivamente, questi tre tipi di stimoli hanno lo scopo di osservare come il cervello si avvicina percettivamente all'uniformità, ai modelli e alla continuità degli oggetti.
Gli stessi passaggi vengono eseguiti come per i test di localizzazione degli angoli ciechi, ma i partecipanti devono riportare ciò che osservano quando la stella scompare, ad esempio dal centro di un rettangolo colorato.
Quando la stella è posizionata nell'angolo cieco, i partecipanti? Ci si aspetta che il cervello riempia queste informazioni mancanti in base all'immagine circostante. Ad esempio, è probabile che riferiscano di aver visto un rettangolo solido e continuo, dato il contesto locale.
Per prepararsi all'esperimento, utilizzare un programma di modifica delle diapositive per creare le diapositive degli stimoli, che consistono in forme diverse approssimativamente della stessa dimensione e posizionate su lati opposti. Crea due set per l'occhio sinistro e destro: un gruppo per trovare il punto cieco e gli altri per le prove di riempimento.
Saluta il partecipante quando arriva e fallo accomodare a un tavolo. Spiega che per tutti gli stimoli che vedranno, dovrebbero rimanere fissati sul cerchio.
Per iniziare a trovare il punto cieco, consegna loro il foglio di stimolo dell'occhio sinistro e una copertura opaca. Chiedi al partecipante di bloccare l'occhio destro e di tenere il foglio a distanza di un braccio, in modo che il cerchio e la stella siano rivolti verso di lui.
Osserva per assicurarti che identifichino la posizione del punto cieco del loro occhio sinistro. Ripeti questa procedura per l'occhio destro: porgigli un nuovo foglio di stimolo e chiedigli di coprirsi l'occhio sinistro.
Una volta individuati i punti ciechi per entrambi gli occhi, consentire al partecipante di completare le tre prove di riempimento per ciascun occhio.
Dopo ogni prova, chiedi al partecipante cosa ha osservato quando la stella è scomparsa dal suo campo visivo e registra le sue risposte.
Per analizzare i dati, identificare ciò che i partecipanti hanno riferito più spesso di aver visto durante le prove di riempimento quando la stella occupava uno dei punti ciechi dell'occhio, in altre parole, quando la stella scompariva dalla vista.
Si noti che per gli stimoli in cui la stella si trovava su uno sfondo giallo, i partecipanti tendevano a osservare uno spazio giallo solido, che indica che il cervello si aspetta uniformità nel colore della superficie e riempie di conseguenza le informazioni mancanti sui punti ciechi.
Al contrario, una stella posizionata in una fila di cerchi rossi è stata tipicamente sostituita da un cerchio dello stesso colore e dimensione, suggerendo che il cervello cerca schemi.
Tuttavia, le stelle che interrompono i rettangoli apparivano riempite con lo stesso colore del rettangolo stesso, indicando che il cervello si aspetta la continuità dell'oggetto.
Collettivamente, questi risultati indicano che il cervello crea esperienze percettive basate sul contesto – uniformità, coerenza basata su modelli o continuità – dell'ambiente circostante.
Ora che sai come progettare un esperimento basato sul punto cieco per studiare la percezione visiva umana, esploriamo altri modi in cui i ricercatori applicano questa tecnica.
Fino ad ora, ci siamo concentrati sui tipici punti ciechi che derivano dalla posizione del nervo ottico nella retina.
Tuttavia, ci sono altri tipi di punti ciechi anormali, denominati scotomi, che derivano da danni o malattie della retina, come la degenerazione maculare.
In questi casi, i ricercatori hanno scoperto che quando agli individui venivano mostrati stimoli distanziati in un array a bassa densità, il punto che appariva nella regione dello scotoma veniva percepito come mancante. Al contrario, con un array ad alta densità, sono stati segnalati meno punti come assenti, suggerendo che il cervello è in grado di riempire determinati schemi anche quando esiste un danno.
Infine, molto lavoro è volto a identificare le aree del cervello coinvolte nella creazione di esperienze percettive.
Abbinando gli stimoli di riempimento dei punti ciechi con la tecnologia fMRI, i ricercatori sono stati in grado di individuare le regioni della corteccia visiva responsabili dell'elaborazione dei punti ciechi nel campo visivo.
È importante sottolineare che, quando gli stimoli sono stati posizionati in un punto cieco, i neuroni della corteccia visiva associati hanno risposto come se stessero ricevendo segnali esterni, anche se in realtà non hanno ricevuto alcun input dalla retina.
In altre parole, queste cellule hanno risposto come se ciò che i partecipanti percepivano in un punto cieco – ciò che il cervello ha creato per riempire questa regione – fosse un vero stimolo esterno.
Collettivamente, questo lavoro suggerisce che i neuroni nella parte iniziale del sistema visivo sono direttamente coinvolti nella costruzione dell'esperienza percettiva.
Hai appena visto il video di JoVE che esplora come i punti ciechi possono essere utilizzati per ottenere informazioni sulla creazione dell'esperienza percettiva da parte del cervello. A questo punto, dovresti sapere come generare diversi tipi di stimoli per gli angoli ciechi e raccogliere e interpretare i dati di "riempimento". Dovresti anche avere un'idea di come i ricercatori studiano i meccanismi e la neuroanatomia alla base dell'integrazione di punti ciechi.
Grazie per l'attenzione!
