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Il tempo è scandito dal cervello: il ritmo della percezione visiva

Le prime prove sperimentali sul ritmo delle attività dei neuroni pubblicate su “Current Biology”. Gli esperimenti in laboratorio rientrano in un progetto sulla percezione spaziale e temporale di David Melcher (CIMeC dell’Università di Trento)

Anche il cervello umano, a volte, va di corsa. Succede, ad esempio, quando gli stimoli che arrivano dall’esterno sono molti. Il cervello deve fare un super-lavoro per mettere l’etichetta giusta a ogni rivolo del flusso sensoriale continuo. Il cambiamento nel ritmo di lavoro dei neuroni è stato documentato da un gruppo di ricercatori con delle speciali “telecamere”.

A descriverlo nell’articolo pubblicato in questi giorni dalla rivista scientifica “Current Biology” con il titolo "Temporal integration windows in neural processing and perception aligned to saccadic eye movements" (che si può tradurre come “Finestre temporali d’integrazione nei processi neurali e nella percezione, allineate con i movimenti oculare saccadici”) sono David Melcher, professore del CIMeC (Centro Mente/Cervello dell’Università di Trento), il post-doc Martijn G. van Koningsbruggen, i due dottorandi Andreas Wutz, primo autore dell’articolo e attualmente ricercatore al MIT di Boston, ed Evelyn Muschter, insieme a Nathan Weisz, professore all’Università di Salisburgo.

«Questo studio – spiega Melcher – fa parte del mio progetto ERC "Construction of perceptual space-time" (“Costruzione della percezione spaziale e temporale”). Il problema di base è che noi umani, come tutti gli esseri viventi, dobbiamo basare tutta la nostra conoscenza ed esperienza sull’informazione che arriva dai sensi. Questa informazione entra costantemente in un flusso sensoriale continuo e il nostro cervello deve creare delle unità di senso all’interno di questo flusso indifferenziato.

Il nostro sistema percettivo non registra gli stimoli sensoriali in modo analogo a un elettrocardiogramma, che restituisce una traccia continua sul monitor rappresentante il battito del nostro cuore. Quello che accade invece è che all’interno di un intervallo di qualche centinaia di millisecondi le diverse informazioni in arrivo dall’esterno vengono integrate dal nostro cervello in un unico percetto coerente. A seconda dei contesti, il cervello decide di integrare o separare i segnali sensoriali in gruppi coerenti in modo da poterli interpretare come appartenenti alla stessa unità di senso. Noi abbiamo mostrato che questa “scansione” del tempo ha un ritmo e che quando spostiamo il nostro sguardo, con movimenti oculari, resettiamo questo ritmo».

In che modo si è riusciti a dimostrare che i neuroni cambiano ritmo di lavoro?

«Sono state coinvolte circa 50 persone in tre esperimenti – racconta Melcher – alle quali è stato chiesto di guardare la stessa sequenza di immagini su due schermi, a distanza di poco tempo. Attraverso una serie di esperimenti abbiamo dimostrato come l’attività del cervello abbia un ritmo e come il cervello allinei questo ritmo ai nuovi eventi sensoriali che entrano e ai movimenti oculari che svolgiamo. Abbiamo usato il metodo magnetoencefalografico (MEG), che ci ha permesso di misurare le oscillazioni nel campo magnetico causate da cambiamenti nell’attività dei neuroni nel cervello, che hanno un ritmo dai 3 ai 5 cicli per secondo».

L’articolo, dal titolo “Temporal Integration Windows in Neural Processing and Perception Aligned to Saccadic Eye Movements”, è disponibile su:

http://www.cell.com/current-biology/pdf/S0960-9822(16)30464-X.pdf

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