Il mistero della stabilità visiva

Muoviamo gli occhi più volte al secondo. Questi rapidi movimenti oculari, chiamati saccadi, creano grandi spostamenti dell'immagine sulla retina, facendo lavorare il nostro sistema visivo per mantenere una stabilità visiva.

La rimappatura dell'immagine retinica compensa questo; tuttavia, errori nei movimenti oculari effettivi causano spostamenti dell'immagine, anche con rimappatura.

Per fare questo, i nostri occhi riducono la sensibilità allo spostamento degli stimoli visivi durante le saccadi usando un processo chiamato Saccadic Suppression of Displacement (SSD). Tuttavia, SSD rimane un mistero per i ricercatori. Un gruppo scientifico dell'Istituto di ricerca sulla comunicazione elettrica dell'Università di Tohoku, guidato dal professor Satoshi Shiori, ha studiato i meccanismi alla base del Saccadic Suppression of Displacement (SSD).

Nel loro esperimento psicofisico, pubblicato su Scientific Reports (1) un osservatore ha fissato per primo un punto prestabilito per una durata casuale tra 500 e 1300 ms. Dopo che il punto di fissazione è scomparso, l'osservatore ha dovuto spostare gli occhi su un disco bersaglio dall'altra parte del monitor. Il disco bersaglio ha spostato leggermente la sua posizione durante il movimento oculare saccadico dell'osservatore (circa 500 ms) e all'osservatore è stato chiesto di giudicare la direzione dello spostamento del disco bersaglio (a sinistra oppure a destra). I ricercatori hanno variato i contrasti del disco target, prima e dopo i movimenti saccadici separatamente, per manipolare la forza dell'input retinico. Inoltre, hanno analizzato la precisione dell'osservatore per rilevare lo spostamento ad ogni livello di contrasto.

È interessante notare che i risultati mostrano due distinti effetti di contrasto che ci hanno informato del coinvolgimento di due percorsi visivi. Un maggiore contrasto negli stimoli pre-saccadici ha migliorato la sensibilità degli osservatori nel rilevare il movimento visivo, che è il tipico effetto di contrasto sulla visione. Tuttavia, è stato scoperto un effetto di contrasto opposto per gli stimoli visivi post-saccadici: un contrasto più elevato ha portato a una sensibilità di rilevazione inferiore.

Il gruppo di ricerca spiega i risultati con successo con un modello che comprende due principali percorsi di visione precoce: parvo-pathway e magno-pathway. In questo modello, i segnali nella via magno sono responsabili del rilevamento degli spostamenti mentre i segnali nella via parvo sopprimono informazioni errate sul movimento attraverso le saccadi. L'SSD si verifica quando i segnali di percorso parvo o sopprimono i segnali di percorso magnosubito dopo una saccade.

La comprensione del fenomeno misterioso, la stabilità visiva attraverso le saccadi, potrebbero perfezzionare i futuri IA/robot a percepire il mondo come gli umani.

Riferimenti:

(1) Displacement detection is suppressed by the post-saccadic stimulus

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: The Mystery of Visual Stability