Plasticità visiva negli adulti, se un occhio vede in ritardo la plasticità si riapre: la ricerca innovativa dell’Università di Pisa pubblicata su Current Biology

In uno studio pubblicato sulla rivista Current Biology, i ricercatori dell’Università di Pisa, in collaborazione con l’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, hanno fatto luce sui complessi rapporti tra azione, percezione e plasticità cerebrale. Lo studio, intitolato “Active vision gates ocular dominance plasticity in human adults”, dimostra che interferire con la coordinazione sensorimotoria è sufficiente ad aprire una finestra di plasticità anche dopo la completa maturazione del cervello.

“Attraverso un sistema di realtà modificata appositamente costruito – spiega Cecilia Steinwurzel, prima autrice del lavoro – abbiamo ritardato il segnale inviato ad uno dei due occhi di una frazione di secondo. In questo modo, senza cambiare la qualità dell’informazione visiva, abbiamo reso uno dei due occhi essenzialmente inutile ai fini della coordinazione del movimento”. I partecipanti usavano le immagini discordanti fornite dal visore per guidare il movimento delle proprie mani e costruire precarie torri con dei blocchetti di legno. Dopo solo un’ora, si è osservato un risultato sorprendente: un ri-bilanciamento degli occhi, in cui l’occhio che riceveva l’immagine ritardata diventava transitoriamente dominante sull’altro occhio. Un effetto che rappresenta una forma di plasticità visiva a breve termine.

“In considerazione del fatto che il bilanciamento tra gli occhi è specifico dei primi stadi di elaborazione visiva, i risultati ci dicono che movimenti volontari finalizzati all’esecuzione di una azione agiscono a livello dei primi stadi del processamento visivo anche prima che il movimento stesso sia iniziato – aggiunge la professoressa Paola Binda, senior author. La professoressa Maria Concetta Morrone e il professor Giulio Sandini riassumono così i risultati del lavoro: “La nostra ricerca evidenzia il ruolo inatteso che l’azione volontaria svolge nel rendere possibile la plasticità del cervello adulto e di come l’intenzione di eseguire un’azione (un aspetto delle capacità cognitive umane) predispone in anticipo il sistema visivo all’elaborazione del movimento agendo come una specie di “preallarme” di quello che il sistema visivo si deve aspettare di vedere come effetto del movimento programmato”.

La comprensione dei meccanismi sottostanti potrebbe, in futuro, aprire interessanti prospettive applicative e contribuire allo studio dell’interazione fra gli aspetti computazionali e quelli cognitivi dell’elaborazione visiva.

Lo studio rientra in un più ampio programma di ricerca volto a comprendere come la percezione non sia la passiva registrazione dei segnali provenienti dall’ambiente, ma costituisca un processo attivo di generazione e coordinazione delle informazioni.

Questo programma è finanziato da un progetto dello European Research Council, PUPILTRAITS, un ERC-Starting con base all’Università di Pisa e Principal Investigator la professoressa Paola Binda, e si avvale di collaborazioni con gruppi di ricerca finanziati da fondi nazionali (PRIN2017, 2022, FARE-2) e internazionali (ERC-Advanced).

Nella foto: il team di ricerca pisano, da sinistra Cecilia Steinwurzel, Paola Binda, Maria Concetta Morrone