Neuroscienze lez 2
L’occhio come funziona.
La fovea è il punto di maggior acuità e quindi abbiamo un maggior numero di cellule. Nella parte posteriore della retina abbiamo le cellule che registrano la luminosità e sono i coni e i bastoncelli. A 0° c’è la maggior densità di coni e bastoncelli per vedere le ombre e la visione notturna. Quando spostiamo l’attenzione visiva abbiamo lo spostamento verso una superficie dove i coni e bastoncelli sono più rarefatti. Quindi la registrazione delle informazioni visive è meno precisa. Quindi questo ha un ruolo in quanto è dove fissiamo che probabilmente ci sia l’informazione che ci interessa. Quindi giriamo lo sguardo verso ciò che ci interessa ma anche giriamo la testa e probabilmente il busto. L’informazione parte probabilmente per differenze di luminosità. Non esiste a priori una informazioni di colere, ma luminosità e lunghezze d’onda. Quindi i campi recettivo risponde alle lunghezze d’onda. Quindi risponde al contrasto cioè alla presenza di luce nel campo recettivo e alla sua assenza quindi registra l’informazione di contrasto.
Quindi come rispondo a periferia on e centro off e viceversa. Una altra particolarità in cui è organizzato il campo visivo è che quello che sta all’esterno dell’occhio non è causuale, ma in modo analogico o più precisamente con una corrispondenza punto punto tra spazio esterno e quello interno. Quindi una rappresentazione visuotopica del campo visivo oltre a essere analogica è non lineare. Quindi non sono rappresentate sulla retina in modo non equivalente. Al centro della retina è magnificato e ingrandito. È come se l’immagine dello schermo si proiettasse sulla retina con una distorsione centrale del campo visivo e questa è la realtà oggettiva. Quindi è iperrappresentato. Quindi è come avere una lente di ingrandimento.
La nostra visone del mondo non da distorsione, quindi il cervello corregge o a imparato a correggere. Quindi i primi umani avevano una rappresentazione simile e ha imparto a correggee quindi per una rappresentazione top down ha corretto questo. Quindi è stato corretto dall’alto, mentre nella rappresentazione di base c’è. Le vie visive sono parzialmente crosciate, quindi l’emispazio sinistro viene rappresentato nell’emisfero dx e viceversa.
Questo tipo di relazione tra la realtà esterna e la sua rappresentazione a partire dalla retina la distingue da altre rappresentazioni che sono custodite nel cervello. Questo rapporto è di tipo analogico o meglio topologico. Per semplificare abbiamo che per ogni settore dello spazio oggettivo esiste una porzione di spazio cerebrale che codifica quella informazione e lo spazio cerebrale che codifica è distribuita non in maniera casuale ma in una porzione ben precisa e quindi uguale alla realtà esterna, cioè occupa una posizione precisa rispetto alla posizione esterna ovviamente nell’altro emisfero, cioè a destra l’immagine a sinistra la rappresentazione nel cervello.
Quello che sarà sopra nello spazio esterno sarà sotto in inquello interno. Questa è una rappresentazione analogia. Non c’è una stessa relazione tra il contenuto semantico di una parola e la sua rappresentazione. Quindi le caratteristiche dello stimolo linguistico ela sua rappresentazione cerebrale ha un contenuto semantico, quindi simbolico.
Mentre la visione ha una rappresentazione uno a uno quindi una mappa. Parchè? Qui non abbiamo una risposta sicura, ma potrebbe essere un principio di economia.
Questo è il motivo per cui abbiamo una lesione cerebrale alla parte visiva abbiamo un defici di rappresentazione visiva ben preciso. Se abbiamo una lesione a V1 a sinistra abbiamo, se totale, una cecità sulla parte dx. se abbiamo una lesione parziale abbiamo uno scotoma di una porzione. Quindi una quadrantopsia, diversamente se totale è una eminanossia. Se è uno scotoma il sistema sposta automaticamente lo sguardo per poter recuperare il danneggiamento. Così compensiamo il deficit in quanto il paziente sa di avere un disturbo, mentre nel neglet non si ha consapevolezza del disturbo. Apparentemente è simile ma se il paziente non sa di avere il disturbo e quindi il paziente non fa niente. Il neglet è una sindrome, mentre lo scotoma è un sintomo, due cose diverse.
L’informazione visiva da quando entra nell’occhio a quando siamo consapevoli di quello che è entrato passa circa 400-500 millisecondi. Questo vuol dire che siamo sempre in ritardo di quello di cui siamo consapevoli. Lo timolo potrebbe essere già scomparso. Quindi abbiamo messo ij atto una strategia per far fronte a questa situa<ione per rispondere agli stimoli.
Quindi per essere efficace agli stimoli. Quindi noi anticipiamo gli eventi. Quindi usiamo l’informazione di base in quanto vengono elaboriate subito e quindi crea un modello probabilistico della informazione. Quindi quando identifichiamo uno stimolo il sistema ha già fatto il tutto e quindi noi siamo pronti a rispondere prima di quando siamo consapevoli.
Quindi ha già fatto tutto e noisiamo illusi di aver creato il tutto in tempo reali. Quindi il cervello ha già creato un modello probabilistico dei quella cosa.
Un ricercatore di nome Zeky ha la convinzione che il cervello sia probabilistico e quindi ha creato un modello di funzionamento per vedere se è vero. Quindi il cervello crea modelli astratti partendo da dati reali dello stimo. Quindi questo ci permette di non essere troppo in ritardo rispetto agli stimoli e alla sua risposta. Esempio di astrazione e di questo tipo di funzionamento sono gli aspetti con cui descriviamo il movimento. Quindi orientamento, di costanza percettiva, quindi il riconoscimento dell’oggetto rappresentato in maniera diversa, il concetto di giudizio estetico sono proprietà che il cervello a attribuito al mondo esterno per identificare e dare una etichetta. Non esiste nulla nella realtà che sia la direzione del movimento.
Quindi sono concetti creati per astrazione. Quindi sono delle costanti per far si che il riconoscimento sia più veloce. Il sistema è infietisitco consequenziale.
Quindi prima che noi riconosciamo lo stimolo i nostri neuroni hanno già riconosciuto l’oggetto e questo ci permette di non essere in ritardo sulla realtà.
Quello che ci interessa è la proprietà di astrazione in quanto crea un modello probabilistico della realtà sul principio della inferenza. Questo gli permette di avere una iperspecializzazione funzonale che gli permette di ottimizzare l’eleborazione di stimoli molto specifici di stimoli nei vari domini. Quindi dobbiamo mettere a confronto il cervello con le proprietà di elaborazione degli stimoli.
Quindi da una parte il cervello funziona con una astrazione e dall’altra sviluppa la capacità di essere altamente specializzato. Quindi ha delle porzioni di cervello specializzate nella elaborazione degli stimoli.
La funzione complessi si mantiene anche in presenza di patologie degenerative, ma possono essere colpite alcune specializzazioni. Questo per preservare il cervello da una perdita completa.
Il funzionamento del cervello e la specializzazione sono determinate dalla gentica, mentre sono poco influenzate dalla esperienza, o modularla poco in quanto è al di fuori dal controllo volontario. Il cervello non nasce come tabula rasa, ma già specializzato. l’esperienza può ampliare la quantità di tessuto dedicato alla specifica funzione o ridurlo a seguito dell’uso.
Nel cervello umano abbiamo nelle aree visive primarie e secondarie, abbiamo lameno 6 diverse specializzazioni. V1 si occupa delle caratteristiche più grezze , come luminosità contrasto, effetto di fondo . V2 e V3 si occupano di un livello superiore come l’orientamento il contorno le definizioni dle contorno alcuni aspetti dimensionali. Poi c’è V4 costruisce la consapevolezza del colore e se ho una lesione non ho i colori. V5 è spostatsa a livello temporale superiore e vede il movimento. Una lezione a questa area porta a veder eil movimento come una sequenza di immagini statiche. Poi una 15 di anni fa si è scoperto che abbiamo una area specializzata per il riconoscimento dei volti ed è la temporale inferiore. Se ho una lesione a queste aree sono prosopagnosico. Recentemente ci si è accorti che ….
Che cosa è cambiato nel modo di concepire il processo visivo.
Adesso pensiamo che la visione si in modo attivo le aree che gestiscono le parti alte e basse della visione. una volta si pensava che il cervello fosse un registratore passivo delle immagini. Quindi il cervello costruisce una serie di indizi e al 90% corrisponde alla realtà.
Questo ci serve per avere una immagine corretta e se questo non avviene c’è una sofferenza. Si nota in alcuni quadri dove non c’è la possibilità di risolvere l’ambiguità che è insita nel quadro (vedi la gioconda).
La gioconda ha una ambiguità non risolta dal nostro cervello. Quindi cerca di fare un confronto. Quindi la rende di una bellezza eccezionale.
Due concetti importanti astrazione e specializzazione per inferenza. Questo non li controlliamo in maniera consapevole. Quindi il riconoscimento della realtà viene fatto in automatico. Se guardiamo questo dal punto di vista del free will e se è vero che cosa ci rimane? L’illusine di vivere noi sulle scelte delle mondo. Quindi l’80 p il 90 per cento della attività cerebrale è fuori dal nostro controllo. Questo succede anche quando cerchiamo di modificare quello che si vede. Quindi le caratteristiche inferenziali e automatica del processo visivo sono così rilevanti che noi non possiamo a meno di vedere quello che i processi automatici ci fanno vedere. Anche la correzione è impossibile.
Quindi i processi top down dovrebbero poter esser modificati, questo non è possibile. Si può cambiare allora le interpretazioni delle immagini. Questa è l’illusione in quanto sulla scacchiera deve essere riprodotta una regolarità e disposizione dei grigi.
Se andiamo a vedere come è stato costruito lo stimolo allora si vede che parte da due grigi identici aggiungendo un contorno fino a farli diventare diversi. Questo fenomeno non è controllabile.
L’elaborazione è autonoma e non consapevole, quindi fuori dal nostro controllo.
Lo stesso vale per gli indizi di profondità. Se lo vediamo più lontano rispetto a quello che sta vicino pensiamo che quello vicino sia più grande.
Il concetto è che una parte della informazione visiva è una elaborazione automatica.
Una particolarità è che per l’alta specializzazione degli stimoli si accompagna per l’indifferenza a stimoli simili. Se ho una cellula che risponde selettivamente al rosso questa non risponde ad altri colori. Questo vale per tutte le caratteristiche del visibile come la direzione del movimento. In una direzione al cellula risponderà molto nella altra direzione risponde poco.
Questo pechè se la cellual è sensibile a diverse caratteristiche perderebbe la capacità di rispondere a stimoli ben precisi. Ci sono poi alcune cellule che rispondono a più caratteristiche come quelle del riconoscimento dei volti ma sono l’ultima elaborazione quindi prima si attivano cellule che elaborano aspetti macroscopici del volto e poi alla fine il risulta viene passato ai neuroni responsabili del riconoscimento.
Quindi rispondo al risultato di una elaborazione complessa. Il processo della visone è un processo gerarchico. Quindi evolutivamente il sistema visivo ha sviluppato un sistema gerarchico, nel senso che l’elaborazione avviene per stadi dal livello più semplice a quello più complesso in senso gerarchico. Ad ogni livello corrispondono neuroni specializzati per lavorare ad ogni livello. Quindi il processo visivo è una elaborazione che segue un criteri odi astrazione inferenziale gerarchico.
Quello che si cerca ora è di capire all’interno di ogni singolo stadio che cosa succede.
Quindi se l’elaborazione è gerarchica la prima attivazione avviene prima nella V1 quindi la prima elaborazione visiva è V1.
Nella scimmia sappiamo come le aree sono collegate fra di loro grazie alla immuno istocochimica .possiamo mettere degli elettrodi, possiamo prednere il cervello e sezionarlo per vedere dove vanno le fibre. Nell’umano non possiamo farlo. Si è visto che in caso di necessità si può passare da V1 a V5.
Anche nell’uomo si sta cercando di mappare le aree.
La risonanza ci fa vedere le aree che si attivano in maniera diversa, ma anche le aree che si attivano nella stessa maniera. Quindi ci fa vedere come si attivano le varie aree in rapporto all’arrivo di uno stimolo.
Nell’uomo dobbiamo usare delle tecniche diverse da quelle che si usano nelle scimmie.
Nell’uomo si cerca di mappare le aree che si occupano di visione. Nella parte ventromediale del lobo temporale e nella parte laterale della corteccia parieto-occipitali che sono specializzate per categorie generali di stimoli. Delle aree sono specializzate per la categoria volti e sono le FFA e se lese c’è pronopasnosia. Lateralmente ci sono aree sensibili a parti del corpo. Quindi sono sensibili alle fattezze umane escluse la testa. Questa l’extriata body area. Quindi sono specializzate per il corpo. Poi abbiamo aree particolari che rispondono agli edifici. E questo sono nella poterior place area. Poi abbiamo delle aree che rispondono ai manufatti. La cosa interessante è che le aree non funzionano in modo isolato uno dall’altro. quando presento uno stimolo che attiva una area, vengono inibite quelle vicine. Questo ci indica che sono una rete. Quindi funzionano in rete. È un sistema allargata di aree che attraverso una reciproca attivazione portano al riconoscimento di una categoria piuttosto che un’altra. Quindi l’identificazione di un volto come parte del corpo non potrebbe avvenire se le altre aree non funzionassero. Quindi la capacità di identificazione è data dalla funzionalità complessiva del sistema. Quindi l’identificazione dello stimolo è una proprietà che emerge da questa attivazione della rete.
Questo è la proprietà che abbiamo di riconoscere la mia casa da altre case, un volto amico da uno no. Quindi abbiamo una specializzazione funzionale per riconoscere la nostra casa, così come gli animali hanno la capacità di riconoscere la propria tana.
Le neuroscienze si divertono a costruire dei modelli di reti neurali in grado di simulare quello che funziona in natura. Così se noi interrompiamo qualche cosa nel modello vediamo se la lesione prodotta ci porta a capire come funziona un disturbo neurale.
Queste reti e questi algoritmi che li fanno funzionare sono in grado di dire quale pattern di attività a che stimolazione corrisponde. E si sta arrivando a capire all’interno dello stimolo quale pattern si è attivato.
Questo c’è chi dice che possiamo presto leggere nel pensiero. Attualmente siamo in grado di attraverso u pattern di attivazione nelle macrocategorie che cosa è in grado di pensare quella persona. Questa seno le neuroscienze computazionali e avrà u grande sviluppo in prospettiva.
Quello che si riferiscono a facce case e oggetti ha una elaborazione distribuita. Quindi non avviene in una sola area ma in una rete di aree. Quindi ha una stimolazione competitiva. Cioè quando uno stimolo appartiene a una area questa si attiva e disattiva le aree circostanti. In genere è rimasta un minimo di organizzazione analogica, quindi al’area che si attiva per i volti sta vicina a quella che si attiva per i corpi. Questo è quello che ha guidato la mappa somatosensoriale e somatotopica. Quindi ha una rappresentazione sulla corteccia ben precisa. Questo è il principio per cui vicino ad aree ci sono quelle complementari. Le aree visive si trovano vicino a quelle acustiche.
E quello che è successo al ragazzo che vede attraverso l’uso del rumore, quindi dei neuroni che erano visivi e altri che erano acustici sono stati in grado di integrarsi.
Gli stimoli anno delle salienze, quindi lo stimolo atteso ha una elaborazione più veloce rispetto a uno stimolo inatteso. Lo stesso vale per i colori, le case ecc. quindi rispondo più velocemente a certi stimoli rispetto ad altri.
Alcuni pazienti hanno persola capacità di distinguere alcune cose specie quelle generate dalla esperienza. Come quelli che hanno avuto problemi e sentono i suoni ma non sonopiù in grado di discerne il canto degli uccelli.
La conoscenza acquisita e accetta sono domini di alto livello che sono sostenuti da meccanismi neurali di alto livello.
Òla ricerca ha riformulato questa affermazione in quanto le categorie non sono di dominio specifico. Diverse categorie possono essere rappresentate simultaneamente in un network.
La loro elaborazione è mediata da network mediali distribuiti all’interno dei quali i nodi sono collegati attraverso collegamenti strutturali. Detto in modo complicato è che l’elaborazione di stimoli apparentemente diversi sono gestiti da reti neurali che hanno una categoria piuttosto che un'altra.
Poi cerca di spiegare come mai una specializzazione funzionale si sia evoluta verso una rete neuronale integrata piuttosto che verso una area specializzata separata.
Quindi dobbiamo avere un sistema integrato così da risparmiare spazio e funzionano meglio. L’elaborazione è parallela e competitiva ma la competizione è funzionale alla area specializzata. Queste sono ipotesi che cercano di dare un senso ai dati che stanno emergendo.
Quindi se è vero che c’è una elaborazione funzionale tra il top down e il botton up. Ci sono anche delle elaborazioni che non fanno uso di questo come ad esempio di Kaniza.
Quindi riempiamo degli spazi per dargli un senso. Questo vale per tutte le figure ambigue. Queste si impongono senza che noi riusciamo a controllare del percetto. Quindi la disambiguiamo mettendo un paio di occhiali.
Queste sono due figure che prendono il nome di bistabili. Come avviene è spiegato dalla analisi della attivazione delle aree cerebrali. È stata mappata la rappresentazione della figura coppa/faccia. Si attivano le aree della faccia o degli oggetti a seconda se uno vede la faccia o gli oggetti. Se a pazienti con neglet gli presentiamo il cubo di caniza in maniera centrale in maniera che lo vedano tutto hanno una visione uguale alla nostra.
Tendono a vedere la faccia che viene verso di loro in quanto hanno un vettore attenzionale che è compatibile con la direzione della attenzione che è verso dex e non verso sx.
Su questa strada c’è una cosa interessante fatta da semir zeki ad applicare alcune cose delle scienze cognitive alle arti e si chiama neuro-estetica.
Questa sostiene che quando giudichiamo una opera di arte è dovuta alle strutture del nostro cervello e cercano di disambiguare la realtà.
Quindi il nostro cervello ci obbliga a vedere la realtà in una certa maniera.
La finestra del flusso sanguigno in una rmi è di 16 sec dall’aumento a una diminuzione quindi andiamo a vedere quante finestre si attivano. Poi in rapporto agli stimoli dati vediamo quale aree appaiono attivi.
Discussione su quadri di vermer come ambiguità vedi slide lez 2 pp 26.
Noi elaboriamo dei quadri come prime fasi della elaborazione, quindi abbiamo un problema di disambiguazione dell’immagine che è caotica di per se stessa, come la gioconda, che ha un volto enigmatico. Oppure i quadri di Vernier.
Quindi partiamo da livelli molto bassi fino ad arrivare a livelli molto alti. Poi ci sono delle elaborazioni incapsulati dove non possiamo intervenire. Ad esempio i crateri lunari. Se noi la giriamo al contrario sembrano delle montagne. Noi possiamo vedere delle cose in rapporto ai gradienti di grigio e questo si costruisce in rapporto alla esperienza. Quindi se la parte superiore è più scura è concava e quindi è un buco. Questa caratteristica del mondo ha cambiato le caratteristiche di base del mondo e lo dobbiamo fare più in fretta possibile senò dopo è tardi.
Sulla proprietà del sistema visivo sono stati fati degli esperimenti se era per tutti uguale, se era una percezione di u gruppo o meno.
Alcune ricerche hanno sfruttato le proprietà del sistema visivo. Questo per veder come interagiamo sugli oggetti. Venivano presentati su uno schermo del computer degli stimoli che avevano un orientamento dall’altro verso il basso e con una parte chiara che poteva essere in alto o in basso. Si chiedeva ai partecipanti se lo stimolo era concavo o convesso. E se era ruotato verso dx o verso sx.
Questo sugli stimoli concavi. Questo era per vedere se il sistema visivo interpretate uno stimolo concavo o convesso sulla assunzione della luce da dove arrivava.
Quindi se arriva in una direzione più che in una altra avevamo l’assunzione che lo stimolo arrivava in una direzione piuttosto che in una altra. Lo 0° è la luce che arriva dall’alto. La velocità è maggiore con stimoli la cui luce arriva da alto verso sx. questo è uno studio che ha misurato i tempi di reazione in rapporto agli stimoli.
La maggioranza predilige la luce che arriva dall’alto verso sx ma non i mancini che preferiscono la luce in alto a dx.
Tutti siamo abituati a vedere convessi gli stimoli con la luce che viene dall’alto. I destrimani vivono in un mondo che è loro in prevalenza. Per completare il lavoro hanno selezionato 300 opera d’arte dove era rappresentata una scena con illuminazione dall’alto. Hanno fatto valutare da giudici non addestrati di valutare quale era la direzione della sorgente luminosa. Il 77% dei quadri simulavano una illuminazione era dall’alto a sx.