La visione cieca

Scarmoncin Sara

La visione cieca definita come una condizione in cui il malato risponde a stimoli visivi, senza percepire coscientemente

CENNI STORICI

Gi nel 1917 alcuni medici riferirono di alcuni casi analoghi di visione cieca, che definirono visione residua in soldati feriti durante la prima guerra mondiale.

Nel 1967 Lawrence Weiskrantz e io suo allievo Nicholas K. Humphrey studiarono scimmie trattate chirurgicamente.

Nel 1973 fu la volta di Ernst Poppel, Richard Held e Douglas Frost, che misurarono i movimenti oculari di un paziente e che tendeva a guardare verso stimoli che non poteva vedere coscientemente.

Queste scoperte diedero via ad ulteriori indagini su animali privi di corteccia visiva primaria (V1); diverse ricerche stabilirono che gli animali conservano significative abilit visive dopo la rimozione di V1 (rilevare un movimento o distinguere le forme)

Negli ultimi anni B. DE Gendel e i suoi colleghi sono riusciti ha scoprire le vie neurali coinvolte, grazie allo studio sulla visione cieca delle emozioni.

Sono rari i soggetti da studiare

Studi su pazienti modello hanno permesso identificare meglio gli aspetti di questo fenomeno

TN cieco in seguito ad un ictus che gli ha danneggiato la corteccia visiva primaria. I suoi occhi sono perfettamente funzionanti ma lindividuo non ha la percezione cosciente degli stimoli

DB ha perduto parte della corteccia visiva a causa di un intervento chirurgico per rimuovere una massa tumorale

GY ha perso lintera corteccia visiva sul lato sinistro da bambino ed diventato cieca nel lato destro del campo visivo

Negli adulti la corteccia visiva primaria larga pochi cm; di rado quindi un danno rimane confinato in questarea e mette fuori uso solo la visione del paziente, lasciando intatte le altre facolt.

Corteccia visiva primaria strato pi superficiale del lobo occipitale del telencefalo, dove terminano le vie nervose provenienti dalla retina responsabile della componente cosciente della visione

Oltre la corteccia visiva primaria, esistono pi di 30 aree visive, la modalit sensoriale pi studiata del cervello umano

La via visivaI processi che conducono alla percezione visiva si svolgono in due stadi.La luce che penetra attraverso la cornea viene dapprima proiettata sul fondo dellocchio, dove viene trasformata in segnali elettrici da un organo sensoriale specializzato che la retina.

I nervi ottici dei due occhi si uniscono a livello del Chiasma Ottico; qui che vengono selezionate le fibre di ciascun occhio destinate a venir proiettate nelluno o nellaltro emisfero cerebrale.Le fibre retiniche provenienti da entrambi gli occhi entrano in ciascuno dei tratti ottici, che proiettano a loro volta a tre stazioni sottocorticali

Corpo genicolato laterale: elabora le informazioni visive

Area pretettale del mesencefalo: controlla i riflessi pupillari

Collicolo superiore: controlla i movimenti saccadici degli occhi

I PRIMI STUDII metodi tradizionali per studiare la visione nelluomo si basavano sulle risposte verbali dei soggetti riguardo la loro percezione. Sottoposti ai test i pazienti riferivano di non vedere nulla.

Metodi pi indiretti rivelano che in realt questi stimoli visivi non visti influenzano il loro tipo di risposta; in alcuni esperimenti i pazienti mostrano, come segno di visione inconscia, evidenti cambiamenti fisiologici, come la costrizione della pupilla

Sono stati fatti vari studi sulla visione cieca e si possono classificare in

azione visione ciecaorientamento ciecovisione cieca per le emozioni

Weiskrants nel 1974 riporta degli esperimenti con uno dei primi pazienti studiati DBA DB stato chiesto di spostare i suoi occhi da un punto di fissazione al punto in cui una luce veniva fatta lampeggiareIdentico al primo esperimento a questa volta doveva indicare con il dito la posizione in cui si trovava la luce (esperimento riuscito meglio)DB doveva discriminare tra due possibili stimoli (X vs O, linee orizzontali vs linee verticali)

DB sembra insistere sul fatto che egli non vede gli stimoliEgli dichiara di sentire, avere un sentimento verso quel determinato stimolo ad esempio doveva discriminare tra X o O, DB aveva una sensazione di liscio quando vedeva X e frastagliato quando vedeva O.

ORIENTAMENTO CIECOSpostarsi fisicamente uno dei compiti fondamentali per gli animali, non dovrebbe quindi sorprendere che il cervello disponga di un sistema di orientamento anche quando la corteccia visiva primaria e la visione cosciente sono impedite.

per questo che nel 2008 B. De Gendel condusse con TN un esperimento per osservare la sua abilit d navigazione; era in grado di camminare in un corridoio evitando tutti gli ostacoli.

LA VISIONE CIECA PER LE EMOZIONILuomo, come specie sociale, dipende dalla comunicazione con i suoi simili, quindi dovr riconoscere altre persone, insieme ai loro gesti e ai segni che denunciano i loro pensieri.

Partendo da queste considerazioni, verso la fine degli anni novanta i ricercatori si sono domandati se le persone con un danno cerebrale individuavano manifestazione emotive, come lemozione di un volto o il significato di una postura del corpo, nelle parti di solito inaccessibili del loro campo visivo.

Nel 1999 De Gendel e colleghi hanno fatto alcuni test usando brevi videoclip di un volto femminile pronunciare la stessa frase sia con una espressione felice, triste e arrabbiata al paziente GY.

Il paziente stato in grado di discriminare le diverse espressioni emotive al momento della presentazione nel suo emicampo cieco.

Per approfondire lo studio stato usato il contagio emotivo cio la tendenza a costruire una corrispondenza tra le proprie espressioni facciali e quelle degli altri individui che vediamo

Viene misurato con lelettromiografia facciale, vengono applicati degli elettrodi al volto che registrano i segnali nervosi che raggiungono i muscoli coinvolti nellespressione sorridente oppure corrucciata. Gli stimoli hanno scatenato risposte emotive misurate con lEMG sia che limmagine fosse sul lato vedente che in quello non vedente

Limmagine non viste producevano risposte pi rapide rispetto alle immagini viste coscientemente

Leccitazione e la risposta stata misurata con la dilatazione pupillare (indice psicofisiologico del SNA dellattivit dei primi stadi emotivi)

PROCEDURA SPERIMENTALEI pazienti DB e GY vengono messi d fronte ad uno schermo 21 pollici ad una distanza di 50m; il paziente doveva guardare fisso davanti a se e fissare un croce rossa.

Le espressioni facciali sono state presentate in blocchi alternati sia nel lato cieco che nel lato intatto per 2sec

Allinterno di ogni blocco sono stati presentate casualmente le espressioni facciali felice o d paura

I movimenti facciali sono stati misurati con EMG per studiare le risposte espressive inconsce generate dai pazienti, in particolare lattivit dei muscoli della Zigomatico Maggiore (nervo facciale) e Corrugatore (del sopraciglio)

Infine quando lo stimolo era stato segnalato da un segnale acustico i pazienti dovevano premere il tasto dellespressione emotiva che avevano visto (felice o spaventata); quando gli stimoli veniva proiettati sul lato campo cieco i pazienti erano tenuti ad immaginare lemozione visualizzata.

RisultatiTutte le espressioni sono state correttamente riconosciute con una media di circa il 90% nel campo vedente e dell80% nel campo cieco

Lattivit ZM stata migliore nella risposta allespressione felice rispetto a quella d paura CS stato attivato di pi nellespressione di pauraSia nel campo cieco che in quello intatto le attivit di MZ e CS sono state simili

Le risposte EMG alle espressioni felice (cio espressione che ha incrementato MZ) stata significativamente pi veloce (picco a 900ms dalla comparsa dello stimolo) quando lo stimolo stato presentato nel campo cieco rispetto al campo che vede (picco di attivit a 1200ms)Attivit di CS picco a 900ms nel campo cieco e 1100 nel campo vedenteC stato un riflesso pupillare maggiore nellespressione di paura rispetto all espressione felice ; il profilo temporale pupillare simile per tutte le condizioni (lato cieco e non) con un range di 1,120-1,160ms dalla comparsa dello stimolo

VISIONE CIECA ARTIFICIALEVisto che il numero di pazienti per gli studi sulla visione cieca molto scarso, indurre il fenomeno temporaneamente nelle persone con un cervello normale diventa uno strumento prezioso per esperimenti controllati

Ci sono due tecniche che vengono usate:Mascheramento visivo, conosciuto anche come uso di immagini subliminaliStimolazione magnetica transcranica

MASCHERAMENTO VISIVOConsiste nel presentare uno stimolo target seguito da un altro stimolo che lo nasconde rendendo difficile, se non impossibile lidentificazione Permette di stabilire se il processo mentale oggetto di studio sia veramente inconsapevole.

I soggetti dellesperimento sono tutti volontari sani con acuit visiva normale e nessuna storia di malattie neurologiche o psichiatriche Un viso con uno stato emotivo Paura o Felice stato presentato su uno schermo molto brevemente e poi subito sostituito da un viso neutroSe lintervallo tra linsorgenza del target e della maschera sufficientemente breve (

dimostrato che i soggetti sani possono indovinare in modo affidabile la natura di uno stimolo anche quando mostrato in un tratto troppo breve per essere concepito coscientemente

Procedura sperimentaleI soggetti dovevano fissare una croce centrale rossa posizionato al centro di uno schermo, la croce rimarr sullo schermo fino a costate fissazione del soggetto.Immediatamente viene proiettato lo stimolo, lo stimolo visivo e la maschera erano proiettati per 200ms (con 20ms per presentare il target e 180ms per la maschera)I partecipanti dovevano premere il tasto pi velocemente possibile quando vedevano lo stimolo target e non reagire quando vedevano lo stimolo neutroSubito dopo il tono acustico, dopo lintervallo tra la risposta del paziente e la domanda successiva, i pazienti sono stati invitati a riferire oralmente il numero e la posizione delle facce che avevano visto al fine di fornire un ulteriore controllo della percezione non cosciente del campione affettivo.

una tecnica non invasiva di stimolazione elettromagnetica del tessuto cerebrale. Lapparecchiatura costituita da un generatore di corrente di elevata intensit e da una sonda mobile la quale viene posta a diretto contatto dello scalpo del paziente. Quando attivato, il generatore di corrente produce un campo elettrico che viene veicolato lungo la sonda. Il campo elettrico a sua volta produce un campo magnetico che ha la propriet di poter passare attraverso le strutture dello scalpo senza alcuna dispersione ed in modo pressoch indolore potendo pertanto raggiungere le strutture cerebrali sottostanti, in particolare la corteccia cerebrale, e modificarne lattivit elettrica.Mediante questa tecnica, possibile studiare il funzionamento dei circuiti e delle connessioni neuronali all'interno del cervello, provocando uno squilibrio piuttosto ridotto e transitorioLa TMS viene impiegata in campo diagnostico, terapeutico e di ricerca.

STIMOLAZIONE MAGNETICA TRANSCRANICA

STIMOLAZIONE MAGNETICA TRANSCRANICA

Viene disattivate temporaneamente la corteccia visiva primariaSi applicano dei campi magnetici sulla parte posteriore della testa Stimoli visivi sono stati generati su un PC, gli stimoli sono grigi su sfondo biancoGli stimoli sono stati presentati per uno o due frame (17 o 33ms), per ogni prova sono state presentate 4 emotions :3 campi neutri e uno o felice o tristeLemotions poteva essere presentata a destra o sinistra del punto d fissazione le emozioni sono state presentate in tutte e quattro le posizioni possibili in numero uguale di volte dopo due blocchiSono state scelte emotions stilizzate, con espressione TRISTE o FELICE, una sola caratteristica: lespressione della boccaI soggetti dovevano indicare pi rapidamente possibile le espressioni emotive dellemotion derivante in relazione alla sua posizione

stato utilizzato un display a 4 stimoli per massimizzare la soppressione TMSNonostante la breve presentazione degli stimoli i soggetti sono stati molto precisi sia nel localizzare e identificare le emotions quando un impulso TMS non era stato applicatoA uno dei 13 ritardi, che vanno da 50 a 290ms dopo lo stimolo desordio, uno stimolo TMS stato indirizzati al lobo occipitale, al bersaglio dellarea V1 La stimolazione magnetica in questa posizione 90-130ms dopo esordio dello stimolo sopprime lo stimolo visibilit

Quando gli stimoli sono stati presentati per un fotogramma (16,7 ms), soggetti sono stati in grado di localizzare l'emoticon quando stata interrotta l'attivit della corteccia striata 110 ms dopo la comparsa dello stimolo; i soggetti segnalano verbalmente di non vedere la emoticons.Nonostante la perdita soggettiva e oggettiva della percezione delle emoticons, i soggetti erano in grado di indovinare con precisione se l'espressione emotiva della emoticon era felice o triste, ma esclusivamente quando sono state presentate le emoticon per un solo fotogramma (16,7 ms)Lemoticon felice sono stati riportati con maggiore precisione rispetto emoticon triste Risultati della condizione di due fotogrammi confermano che l'aumento visibilit sopprime l'effetto della visione cieca affettiva: aumento il tempo di presentazione da uno a due frame (33 ms) risultata in un aumento delle prestazioni generali e di base. La localizzazione stata ancora fortemente soppresso da TMS impulsi a 130 ms. La presenza della visione cieca affettiva indotta da TMS dipende dalla visibilit stimolo globale: si verifica quando i soggetti sono in uno stato generale di incertezza circa gli stimoli. La visione cieca si verifica solo per l espressione emotiva, non per la localizzazione dell'emoticon. Inoltre, mostra, che l'accesso al contenuto affettivo scompare molto rapidamente. La visione cieca affettiva pi forte quando le risposte sono date subito dopo la presentazione di stimoli. Risultati

Gli scienziati continuano a chiedersi per se queste forme temporanee di cecit indotte in persone con vista normale siano il vero equivalente funzionale della visione cieca in pazienti con un danno corticale permanente.In particolare, la tecnica del mascheramento visivo, come luso delle immagini subliminali, permettono alla corteccia visiva di elaborare le informazioni.La visione cieca delle immagini subliminali potrebbe essere un fenomeno distinto dalla visione cieca clinica , che coinvolge un gruppo specifico di regioni cerebrali.

La visione cieca indotta imita con buon fedelt il danno cerebrale, ma per sapere se coinvolge le stesse vie neurali saranno necessari esperimenti che combinano stimolazione magnetica e imaging cerebralePer contro, dopo una lesione il cervello di un paziente pu iniziare a riformare i circuiti per compensare la perdita. Questa plasticit neurale potrebbe creare vie per la visione cieca assenti nelle persone con vista normale, che sono studiate con TMS e mascheramento visivo

Mappe delle vie neuraliI ricercatori usano tecniche di imaging cerebrale per cercare di individuare le vie neurali percorse dallinformazione visiva del cervello per generare la visione ciecaUno dei metodi un particolare tipo di imaging realizzata con la risonanza magnetica, chiamato imaging del tensore di diffusione sensibile alle propriet diffusive delle molecole d'acqua.Grazie allimaging del tensore di diffusione stata creata la mappa di fasci di neuroni responsabile della visione cieca delle emozioni. La via collega il nucleo del pulvinar e il collicolo superiore allamigdala, una struttura essenziale nellelaborazione delle emozioni

VIE NEURALILe ricerche non hanno ancora completato la mappatura delle strutture neurali responsabili della visone cieca in persone con cecit corticale.Il protagonista pi probabile il Collicolo Superiore.Nelle specie non mammifere, come uccelli e pesci, il collicolo superiore la principale struttura che riceve le informazioni dagli occhi.Nei mammiferi oscurata dalla corteccia visiva, ma conserva alcune funzioni quale il controllo del movimento oculare. probabile che la visione cieca usi linformazione che viaggia dalla retina al collicolo superiore senza prima attraversare la corteccia visiva.Nel 2009 B De Gendel ha dimostrato che questarea del mesencefalo essenziale per tradurre in azione un segnale visivo non percepito in modo cosciente

QUALE AREE CEREBRALI USA LA VISIONE CIECAI ricercatori facevano premere un tasto ad un paziente ogni volta che gli mostravano un quadrato sul lato vedente. In alcuni casi, mentre mostravano un quadrato sul lato vedente ne mostravano un altro sul lato cieco. Usavano quadrati grigi e viola. stata scelta una tonalit rilevata da un solo tipo di fotorecettore della retina, sapendo che il collicolo superiore non riceve segnali da queste cellule, ed dunque cieco per la tonalit viola.Un quadrante grigio sul lato cieco accelerava la riposta del paziente e faceva contrarre la pupilla con pi vigore, a differenza del quadrante viola, privo di entrambi gli effetti.La visione cieca si manifesta per il quadrante grigio e non viola.

La scansione del cervello ha confermata che il collicolo superiore era massimo per lo stimolo grigio sul lato cieco.

stato ipotizzato che anche altre aree sono coinvolte nella visione cieca .Il collicolo superiore opera come interfaccia tra lelaborazione sensoriale ed elaborazione motoria, contribuendo al comportamento guidato dalla vista secondo una modalit separata dalle vie che coinvolgono la corteccia, ed estranea allesperienza visiva cosciente.Anche la visione cieca delle emozioni coinvolge il collicolo superiore ad altre aree del mesencefalo come lamigdala, struttura essenziale nellelaborazione delle emozioni.

ConclusioneLa visione cieca ha suscitato notevole interessa con lidea paradossale di vedere senza sapere di vedere.A causa per di questa idea paradossale gli scienziati hanno indugiato ad accettare la visione cieca, ritardando il progresso nella conoscenza del ruolo della visione inconscia nei processi cognitivi.Inoltre, un grosso ostacolo anche per i pazienti che soffrono di una perdita della vista basata sulla corteccia, perch impedisce di sbloccare il potenziale interno nelle abilit visive residue.TN si considera una persona cieca e dipender sempre dal bastone finch non si convincer di riuscire a vedere pur senza saperlo.

Bibliografia Affective blindsight: intact fear conditioning to a visual cue in a cortically blind patient Alfons O. Hamm, Almut I. Weike, Harald T. Schupp, Thomas Treig, Alexander Dressel and Christof Kessler in Brain (2003) pag 267-275Repression of unconscious information by conscious processing: Evidence from affective blindsight induced by transcranial magnetic stimulation Jacob Jolij and Victor A. F. LammeLa visione cieca B De Gendel in Le Scienze Vol. 503 pag 83-87 (2010)Affective blindsight in the intact brain: Neural interhemispheric summation for unseen fearful expressions Marco Tamietto , Beatrice de Gelder in Neuropsychologia 46 (2008) 820828Unseen Facial and Badily Expressions Trigger Fast Emotional Reactions Tameitto M e altri, in Proceeding of the National Academy of Sciences Vol. 106 n.42 pp. 17661-17666 (2009)Affective Blindsight. De Gendel B. e Tamietto M. in Scholarpedia, Vol. 2 , n. 10, pp 3555 (2007)

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