Appunti di Plasticità e Apprendimento - Sistema Visivo, Appunti di Psicologia Dei Processi Di Apprendimento E Motivazione

Scarica Appunti di Plasticità e Apprendimento - Sistema Visivo e più Appunti in PDF di Psicologia Dei Processi Di Apprendimento E Motivazione solo su Docsity! Sistema visivo 1 👀 Sistema visivo Ha funzione di capacità discriminativa degli stimoli che ci circondano. Tale capacità può essere allenata, dimostrando che il sistema visivo può apprendere a vedere, e che il cervello mantiene un grado di plasticità anche in età adulta. 🧠 ANATOMIA Via Retino-Genicolo-Striata (dall’occhio alla corteccia - Fig.1): Occhio (di cui retina) Nervo ottico Chiasma NGL (Nucleo Genicolato Laterale) Tratto ottico Corteccia visiva primaria V1 Strutture neurali d’analisi dell’info visiva: Retina in occhio; NGL; V1 Rispetto al punto di fissazione, l’info visiva viene proiettata nell’emiretina nasale e temporale di ciascun occhio; così ogni nervo ottico ha info da entrambe le emiretine. Nel chiasma, le fibre delle emiretine nasali si incrociano, unendosi con le fibre temporali dell’altro occhio. Si forma il tratto ottico, che termina in NGL. Da qua, le radiazioni ottiche portano le info Fig. 1 Via Retino-Genicolo- Striata Sistema visivo 2 a V1. Entrambe V1 ricevono info dall’emicampo controlaterale di due occhi diversi. Fig.1.1 RETINA: Traduce la luce in segnali nervosi che invia al cervello, del quale viene considerata un’estensione. La retina è formata da strati di fotorecettori e cellule nervose Fig.1.3: Coni e bastoncelli Cellule orizzontali Cellule bipolari Cellule amacrine Cellule gangliari (i cui assoni formano il nervo ottico) Lungo i vari strati, le cellule sono collegate tramite connessioni dirette ed indirette. Nel primo caso si ha collegamento di (uno o pochi) fotorecettori con cellule bipolari, e queste con cellule gangliari; nel secondo caso una cellula orizzontale collega molti fotorecettori ad una bipolare, o una cellula amacrina collega molte cellule bipolari a cellule gangliari. Connessioni tra singole cellule si osservano nella fovea, essendo l’area di massima acuità visiva. Muovendosi verso la periferia sono presenti connessioni di più cellule convergenti ad una successiva. Fig.1.4 NGL Il Nucleo Genicolato Laterale è un nucleo bilaterale del Talamo deputato all’analisi visiva, la cui natura non è ancora chiara dato che le sue cellule hanno risposte Fig. 1.1 Viaggio dell’info visiva Fig.1.3 Sezione di retina Fig.1.4 Connessioni dirette e convergenza Sistema visivo 5 luminosa più puntuale inoltre, si può modulare la risposta cellulare. Muovendo la luce, Kuffler individuò le proprietà del campo recettivo: ha forma circolare, divisa in zona periferica e centrale, di tipo on e off. Per questo, gli stimoli ottimali per ottenere risposta dalla cellula sono un disco di luce per il centro ed un anello per la periferia; luci diffuse stimolano aree troppo estese per poter restituire una buona risposta dalla cellula. Fig.2.1 Data l’organizzazione topografica di tutte le strutture nella via Genicolo-Striata, cellule gangliari vicine tra loro hanno campi recettivi vicini nel campo visivo, che presentano un ampio grado di sovrapposizione (un piccolo punto luminoso sulla retina può produrre una risposta in centinaia di campi recettivi sovrapposti) CELLULE NGL Hanno proprietà simili a quelle delle cellule gangliari retiniche (campo recettivo concentrico di tipo ON e OFF). Ogni NGL riceve afferenze dal campo recettivo controlaterale (Il NGL sinistro mappa il campo visivo destro, quello destro mappa il campo visivo sinistro) Fig.2.2 NEURONI V1 A differenza delle cellule gangliari e NGL, in V1 nessun neurone è attivato da luce diffusa. Nello strato 4c le cellule hanno organizzazione funzionale simile a quella di cellule gangliari e retiniche (concentrica e di tipo ON/OFF); in altre parti dello strato 4 si possono trovare cellule semplici che rispondono a linee e bordi. Qua i neuroni sono strettamente monoculari. Cellule semplici: presenti negli strati supragranulari ed infragranulari (2, 3, 5, 6), hanno campo recettivo che reagisce ad un punto luminoso, che provoca risposta Fig.2.1 Differenti stimoli luminosi e risposta delle cellule gangliari Fig.2.2 Organizzazione funzionale dei neuroni NGL Fig.2.3 Tre tipi di campi recettivi delle cellule semplici Sistema visivo 6 eccitatoria o inibitoria. Il campo recettivo ha forma più rettangolare, le cui zone eccitatoria ed inibitoria sono divise da una linea retta (Centro ON-periferia OFF, centro OFF-periferia ON, separazione a metà). Fig.2.3 Maggiore è l’area corretta stimolata, maggiore è la risposta, infatti lo stimolo ottimale non è più un punto ma una barra di luce, se posizionata correttamente. Una stimolazione contemporanea di entrambe le aree invece riduce la risposta cellulare, per un effetto antagonistico tra esse. Avendo come stimolo una barra di luce, si osserva per la prima volta la selettività all’orientamento; già scostamenti entro i 20° dalla posizione preferita causano declino nella risposta neurale. Il campo recettivo ha dimensioni variabili in base alla porzione di campo visivo mappata. La dimensione più piccola si trova nella parte foveale/parafoveale (0.25°x0.25°) Hubel e Wiesel hanno proposto una spiegazione del campo recettivo delle cellule semplici: neuroni adiacenti NGL o del 4c potrebbero convergere in una singola cellula semplice (spiegherebbe pure perché le cellule semplici rispondono a barre di luce) Fig.2.4 Cellule complesse: si trovano inframezzate con le semplici nei vari strati corticali di V1, dalle quali ricevono afferenze. Come le cellule semplici rispondono a barre luminose orientate correttamente (non a punti o luce/buio diffusi). La distinzione tra zona eccitatoria ed inibitoria però non è ben delineata Fig.2.5, infatti una barra di luce ferma (nel giusto orientamento) evoca la stessa risposta a prescindere dalla sua posizione nel campo recettivo. Fig.2.6 Alcune cellule complesse rispondono non a linee, ma a bordi tra aree chiare e scure, sempre se i bordi sono orientati correttamente. Fig.2.4 Schema di possibile organizzazione delle cellule semplici Fig.2.5 Diverse geometrie del campo recettivo della cellula complessa Fig.2.6 La risposta della cellula ad una barra stazionaria Fig.2.7 Neuroni monoculari e binoculari si trovano in strati 2 e 3 Sistema visivo 7 Interessante è lo stimolo ottimale per queste cellule. Si tratta sempre di una barra, ma per eccitare al meglio la cellula, deve trovarsi in movimento nel campo recettivo. Alcune cellule hanno selettività per la direzione di movimento, altre no. Oltre a neuroni monoculari, negli strati supragranulari (2- 3) di V1 si può osservare convergenza binoculare. Fig.2.7 Tipicamente, i neuroni binoculari hanno risposta uguale ad entrambi gli occhi, quindi stesse proprietà del campo recettivo (ampiezza e posizione, selettività e risposta ON/OFF). Alcuni neuroni però rispondono più intensamente ad un occhio rispetto all’altro. Hubel e Wiesel usarono queste preferenze per classificare i neuroni V1. Fig.2.8 I neuroni V1 mostrano specializzazione anche per la risposta a diverse frequenze spaziali; per una regione della corteccia che corrisponde ad un campo recettivo retinico, diversi neuroni rispondono a frequenze differenti. Ciò implica che esiste elevata specificità spaziale per le caratteristiche elaborate dai vari neuroni. 📝 ESPERIMENTI Hubel e Wiesel 1950/60 Negli anni ‘50-’60 Hubel e Wiesel compirono una serie di lavori fondamentali per capire l’organizzazione anatomica e funzionale di V1, registrando la risposta dei neuroni (in gatti e scimmie) a stimoli visivi. In due lavori, del ‘59 e del ‘62, scoprono l’esistenza di cellule semplici e complesse nella V1 dei gatti (le stesse presenti anche in scimmie e uomo) Fig.2.8 Classificazione dei neuroni binoculari