Apprendimento percettivo visivo, il ruolo delle cortecce superiori

Uno studio dell'Istituto di Neuroscienze del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Pisa (Cnr-In), in collaborazione con il Dipartimento Neurofarba dell'Università di Firenze, ha fornito un contributo significativo alla comprensione dei processi di apprendimento percettivo visivo. Tradizionalmente associati alla corteccia visiva primaria del cervello, come riportato su Nature Communications, coinvolgono anche cortecce superiori. Le ultime forniscono informazioni supplementari, in particolare su aspetti sensoriali legati al contesto comportamentale. È la prima volta che il ruolo di queste aree corticali viene confermato sperimentalmente con tale rigore, dimostrando l'esistenza di un dialogo tra le due aree, precedentemente solo ipotizzato. 

Il funzionamento

"La corteccia visiva primaria, o V1, è l'area del cervello che ci consente di 'vedere' il mondo, analizzare e riconoscere forme e oggetti come li percepiamo quotidianamente, ma è anche coinvolta in processi più complessi come l'apprendimento percettivo visivo, ovvero la capacità di affinare l'analisi della realtà attraverso l'esperienza e gli stimoli continui, per discriminare e distinguere differenze sempre più minute," afferma Alessandro Sale, dirigente di ricerca del Cnr-In e coordinatore dello studio. "I nostri esperimenti hanno mostrato che le proprietà funzionali dei neuroni corticali possono essere influenzate anche da segnali provenienti dalle cortecce superiori, in particolare dalla corteccia visiva secondaria, attraverso un flusso top-down, portando informazioni cruciali sul contesto in cui ci troviamo. Queste si sommano ai dati elaborati dalla corteccia visiva primaria, in un coinvolgimento integrato delle due aree."

La ricerca

Lo studio è realizzato su animali addestrati a distinguere stimoli visivi molto simili tra loro, differenziati solo dalla frequenza spaziale che corrisponde allo spessore delle barre chiare e scure che gli animali vedono su uno schermo. "Per esaminare il ruolo delle aree visive superiori ci siamo concentrati sulla corteccia visiva secondaria latero-mediale (LM), corrispondente alla corteccia visiva secondaria dei primati (V2). Abbiamo adottato un metodo combinato di chemogenetica, analisi comportamentale e registrazioni elettrofisiologiche multicanale, dimostrando chiaramente l'importanza della regione corticale non solo nell'apprendimento visivo percettivo ma anche nel suo mantenimento. Inibendo selettivamente l'attività di quest'area, abbiamo osservato un notevole deterioramento delle capacità di apprendimento e la completa perdita dei miglioramenti precedentemente acquisiti nella discriminazione visiva, se l'inibizione avveniva dopo il termine dell'apprendimento", spiega Sale. I risultati mostrano che senza il contributo informativo delle aree superiori, l'apprendimento percettivo visivo non avviene: pertanto, analizzare e costruire la realtà implica un coinvolgimento congiunto delle aree visive di ordine inferiore e superiore.

Fonte: CNR