Ricerche

Perché il cervello ha diviso la percezione spaziale visiva tra i suoi emisferi? Una nuova revisione esamina vantaggi e compromessi e come il cervello alla fine fa percepire le immagini senza soluzione di continuità.

Le persone hanno molte idee sbagliate su ciò che fanno gli emisferi sinistro e destro del cervello, ma un aspetto ben noto di questa divisione può essere ancora più vero di quanto le persone si rendano conto: il cervello non solo divide la percezione spaziale visiva, elaborando ciò che è alla nostra sinistra nell'emisfero destro e ciò che è alla nostra destra in quello sinistro, ma trae un vantaggio cognitivo da ciò. Una nuova revisione di neuroscienziati del MIT spiega ciò che il campo ha appreso su questa divisione del lavoro, il compromesso coinvolto e come il cervello alla fine colma il divario.

"La gente ascolta tutti questi miti sul cervello sinistro più analitico e il cervello destro più artistico, o che le persone sono più forti nel cervello destro rispetto al sinistro. Il 99% di ciò è senza senso", ha detto il coautore dello studio Earl K. Miller, professore del Picower Institute for Learning and Memory e del dipartimento di scienze cerebrali e cognitive del MIT. "Pensi con tutto il tuo cervello".

Ma quando si tratta di percezione spaziale visiva, il cervello ha evoluto risorse neurali separate per i lati sinistro e destro dello sguardo anche nelle fasi successive dell'elaborazione cognitiva, ha affermato Miller. Perché? Per ottimizzare la sua capacità.

"È per una buona ragione", ha detto Miller, coautore della nuova revisione pubblicata su Neuropsychologia con Scott Brincat, ricercatore del Picower Institute. "La capacità percettiva è limitata: puoi acquisire solo fino a un certo punto in una volta. Se la tua capacità è completamente bloccata sul lato destro del tuo sguardo, potresti perdere una minaccia che si avvicina a sinistra. Dividere le risorse tra le due parti aiuta a evitare pericolosi punti ciechi percettivi".

Vista separata

Quando Miller era alla scuola di specializzazione, disse, gli fu insegnato che il cervello divide con cura la percezione visiva dello spazio tra gli emisferi fino a quando le informazioni non raggiungono la corteccia prefrontale dove sono miscelate perfettamente. Ma negli ultimi 20 anni gli esperimenti di Miller e Brincat, così come di molti altri ricercatori, hanno accumulato prove per perfezionare tale visione.

Questi studi hanno dimostrato che anche nella corteccia prefrontale, la codifica neurale di informazioni su dove si trova un oggetto, è ancora distorta verso l'emisfero 'controlaterale' o l'emisfero opposto a dove l'oggetto appare nel campo visivo. "Di conseguenza, i due emisferi sembrano funzionare in modo sorprendentemente indipendente, anche per funzioni cognitive di alto livello come l'attenzione e la memoria di lavoro", hanno scritto gli autori.

La prova è evidente nelle misurazioni delle onde cerebrali prodotte da reti coordinate di neuroni in ciascun emisfero. La potenza delle onde di frequenza gamma aumenta negli emisferi cerebrali frontali quando considerano gli stimoli visivi che appaiono sul lato controlaterale.

Nel frattempo, gli studi di decenni (incluso uno del 1971) hanno dimostrato che le persone e gli animali possono ricordare più cose se si presentano divise tra gli emisferi piuttosto che presentate su un lato. I neuroscienziati lo chiamano 'vantaggio bilaterale', sebbene non sia perfetto. Le persone non monitorano più cose, anche se divise su entrambi i lati, così come seguono solo una cosa su ognuno dei lati.

Le persone presentano anche differenze individuali nella capacità percettiva in tutto il campo visivo. Miller ha fondato la società SplitSage per misurare queste differenze con l'obiettivo di aiutare le persone con compiti complessi orientati visivamente a migliorare le prestazioni. In particolare, le ricerche che Brincat e Miller hanno recensito nel nuovo studio mostrano che il pregiudizio diviso tra gli emisferi si applica solo alle informazioni spaziali, il dove è quella cosa. Altre caratteristiche come il colore o la forma sono elaborate da entrambi gli emisferi.

Vista senza soluzione di continuità

Se il cervello mantiene una separazione nell'elaborazione della percezione visiva spaziale, anche nella fase di allocare l'attenzione e destreggiarsi sugli oggetti nella memoria di lavoro, perché non siamo confusi o sorpresi quando un uccello che vola dalla nostra sinistra passa nel lato destro del nostro campo visivo? Gestiamo anche facilmente i casi in cui il nostro sguardo mutevole sposta un oggetto dal campo visivo di un occhio all'altro. "Sperimentiamo un mondo senza soluzione di continuità", ha detto Miller.

Si scopre che il cervello realizza il 'passaggio' da un emisfero all'altro, proprio come fanno due torri cellulari mentre guidi, secondo le misurazioni delle attività neurali negli studi, come uno nel 2014 e uno che Brincat e Miller hanno guidato nel 2021.

"Mentre un bersaglio tracciato si avvicina alla linea mediana visiva, l'emisfero che sta per ricevere il bersaglio mostra un aumento dell'attività molto prima del tempo di incrocio, come se stesse anticipando il bersaglio", hanno scritto gli autori. "Inoltre, l'attività nell'emisfero di invio rimane elevata ben dopo l'incrocio. Pertanto, per un secondo o più, segnali neurali che riflettono il bersaglio sono condivisi in entrambi gli emisferi. È come se entrambi gli emisferi trattengano il testimone".

Gli studi dimostrano che, come per il 'vantaggio bilaterale', c'è un piccolo costo di prestazione quando si verifica questo trasferimento. I deficit nella connettività o nella sincronia inter-emisferica sono evidenti nelle malattie neurologiche e psichiatriche, che includono l'Alzheimer, l'ansia, la depressione, la schizofrenia, il disturbo ossessivo-compulsivo e i disturbi dello spettro autistico, notano gli autori. La revisione di Brincat e Miller sottolinea che tali rotture potrebbero influire sulla cognizione. "Una comprensione fondamentale dell'elaborazione inter-emisferica, combinata con interventi traducibili nei pazienti umani, offre speranza di sviluppare nuovi trattamenti a livello di rete", hanno scritto.