Scoperti gli “occhi ancestrali” del sistema visivo cerebrale

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Scoperto un secondo sistema visivo cerebrale. La retina non invia le informazioni raccolte solo alla corteccia visiva primaria, ma anche a una struttura cerebrale ancestrale che presiede all’elaborazione degli stimoli sensoriali negli animali in cui non si è evoluta la corteccia, ma che nei mammiferi sembrava aver perso la funzione di area visiva. Un nuovo centro cerebrale di elaborazione visiva è stato identificato da due ricercatori dell’Università della California a San Francisco, Riccardo Beltramo e Massimo Scanziani, che lo descrivono in un articolo su “Science”. La scoperta, davvero sorprendente se si considera che il sistema visivo cerebrale è quello in assoluto più studiato di tutto il cervello, solleva numerose domande sul reale funzionamento della visione.Secondo il modello standard dell’elaborazione visiva, i dati sensoriali raccolti dalla retina sono inviati alla corteccia visiva primaria (V1), situata nella parte posteriore del cervello, che ne estrae solo elementi semplici (come linee e bordi).Queste informazioni sono poi indirizzate a una serie di aree cerebrali di “ordine superiore” che provvedono a elaborare ulteriori informazioni su caratteristiche sempre più complesse come forme, ombreggiature, movimenti e così via.Tutti questi dati sono infine integrati con informazioni già acquisite e archiviate in memoria, creando un quadro unitario e coerente di ciò che si vede.

Per comprendere gli specifici contributi delle aree visive superiori,  Beltramo e Scanziani hanno silenziato in un gruppo di topi l’attività dell’area V1, scoprendo così che una di queste aree visive superiori, la corteccia postrinale (l’equivalente nei roditori della corteccia paraippocampale dei primati), continuava a rispondere a stimoli in movimento nel campo visivo dell’animale anche in assenza di qualsiasi input proveniente dall’area silenziata.

Le due vie del sistema visivo. (Cortesia Scanziani lab / UCSF)
Le due vie del sistema visivo. (Cortesia Scanziani lab / UCSF)

Gli input sembrano provenire da una parte del collicolo superiore, un’area che è il principale centro di elaborazione sensoriale in animali (come pesci, anfibi, rettili e uccelli) in cui la corteccia cerebrale non è sviluppata o lo è in misura ridotta rispetto ai mammiferi.

Con l’evoluzione e l’ingrandimento della corteccia cerebrale, che ha acquisito gran parte delle funzioni prima svolte dal collicolo superiore, questa struttura non è però scomparsa, ma finora era stata messa in relazione a forme rapide e inconsce di elaborazione visiva, che scattano di fronte a stimoli inaspettati (come quando si fa un balzo indietro di fronte a un bastone scambiato per un serpente) e nel controllo della direzione dell’attenzione. Stando ai nuovi risultati, il collicolo superiore rappresenterabbe invece un vero e proprio sistema visivo cerebrale parallelo a quello già noto.

“La nostra ipotesi – ha detto Beltramo – è che la corteccia postrinale, finora considerato un’area visiva di ordine superiore, possa essere una sorta di corteccia visiva ‘primordiale’, simile a una semplice corteccia visiva degli anfibi e dei rettili, specificamente dedicata alla rilevazione di ciò che si sta muovendo nell’ambiente. E forse l’area V1 aggiunge a queste informazioni una discriminazione più precisa della natura dell’oggetto in movimento, come l’esatta ubicazione o se si tratta di uno scarabeo potenzialmente gustoso o di uno scorpione potenzialmente letale.”

Ora i ricercatori intendono controllare se, come appare molto probabile, questo doppio sistema è presente anche nei primati e quali siano i meccanismi che assicurano un trattamento coerente degli stimoli che provengono dall’area V1 e dalla corteccia postrinale.

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