Scimmie e l'Arte dello Sguardo Sociale
La ricerca mostra come le scimmie interpretano le posizioni della testa e del corpo.
Yordanka Zafirova, Rufin Vogels
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Indice
- L'importanza di teste e corpi
- Separati ma connessi
- Aree del cervello coinvolte
- Obiettivi della ricerca
- Impostazione degli esperimenti
- Pose degli avatar
- Osservazione e raccolta dati
- Divertimento con corpi senza testa
- Esaminare le risposte
- Comportamento delle cellule cerebrali
- Identificazione delle interazioni
- ANOVA a due vie
- Risultati e intuizioni
- Effetti principali osservati
- Influenza combinata
- Esplorare l'effetto dell'inversione del corpo
- L'effetto dell'inversione del corpo: altre curiosità
- Diverse regioni cerebrali
- Decodifica degli angoli di testa e corpo
- Buone notizie e cattive notizie
- Mettere tutto insieme
- Riepilogo dei risultati
- Pensieri finali
- Fonte originale
- Link di riferimento
Le scimmie, proprio come gli esseri umani, usano espressioni facciali e movimenti del corpo per comunicare. Ma i loro cervelli riescono a gestire entrambe le cose contemporaneamente? Gli scienziati hanno studiato questa domanda interessante per scoprire come le scimmie riconoscono e rispondono a diverse posizioni di testa e corpo. In termini più semplici, vogliono sapere se una scimmia riesce a capire cosa sta facendo qualcuno solo guardando il suo corpo e la sua testa.
L'importanza di teste e corpi
Quando vedi qualcuno, le prime cose che noti di solito sono il suo viso e come tiene il corpo. È fondamentale per capire emozioni e azioni. Pensa a come interpretiamo un volto sorridente e una postura aperta come segni di amicizia. Nel mondo dei primati, questo è altrettanto cruciale, specialmente per animali sociali come le scimmie.
Separati ma connessi
Tradizionalmente, gli scienziati hanno esaminato come le scimmie riconoscono i volti e come vedono i corpi come due cose separate. Tuttavia, sembra che questi due processi possano funzionare insieme. La ricerca mostra che quando le scimmie guardano un volto, il modo in cui vedono il corpo potrebbe influenzare l'interpretazione del volto, e viceversa. Ciò significa che quando una scimmia vede un volto, potrebbe pensare subito al corpo ad esso collegato.
Aree del cervello coinvolte
Nel cervello delle scimmie, aree specifiche si concentrano su volti e corpi. I ricercatori erano particolarmente interessati alla regione del Solco Temporale Superiore (STS). Questa parte del cervello ha cellule speciali che reagiscono di più quando le scimmie vedono volti o corpi. Volevano sapere se queste cellule rispondono anche in modo diverso quando la testa e il corpo sono in varie posizioni.
Obiettivi della ricerca
La ricerca mirava a rispondere a diverse domande chiave:
- Le posizioni di testa e corpo si influenzano a vicenda nel cervello?
- Le scimmie possono riconoscere una combinazione specifica di posizioni di testa e corpo?
- Come rispondono i loro cervelli a queste combinazioni?
- Cambiare la posizione del corpo o della testa influisce sulla loro capacità di riconoscere ciascuna?
Impostazione degli esperimenti
Per esplorare queste domande, gli scienziati hanno condotto esperimenti su scimmie utilizzando immagini generate al computer di avatar di scimmie. Hanno testato come le scimmie elaborano diverse posizioni di testa e corpo. I ricercatori hanno progettato molteplici pose per gli avatar, cambiando le orientazioni di testa e corpo in modo indipendente.
Pose degli avatar
Le scimmie guardavano avatar in diverse pose, sia seduti che in piedi. I ricercatori hanno creato 64 combinazioni diverse ruotando la testa e il corpo in passi di 45 gradi. È stato come ballare, dove ogni parte del corpo poteva muoversi in modo indipendente.
Osservazione e raccolta dati
Per monitorare come le scimmie reagivano a queste immagini, gli scienziati hanno registrato l'attività delle cellule cerebrali mentre le scimmie guardavano. Hanno confrontato come queste cellule reagivano alle immagini complete delle scimmie con come rispondevano a teste o corpi da soli.
Divertimento con corpi senza testa
A volte, i ricercatori presentavano corpi senza testa e teste senza corpi per vedere quanto bene le scimmie riconoscessero le configurazioni. Può sembrare un po' inquietante, ma ha aiutato a capire quali parti dell'immagine contano di più per il riconoscimento.
Esaminare le risposte
I ricercatori hanno misurato le risposte di centinaia di cellule cerebrali e hanno notato come si comportavano quando venivano presentate immagini diverse. Hanno utilizzato un indice chiamato Indice di Somma delle Scimmie (MSI) per analizzare se la risposta del cervello a un avatar fosse più forte della somma delle sue parti (la testa più il corpo).
Comportamento delle cellule cerebrali
È interessante notare che molte cellule del cervello nella regione STS hanno mostrato reazioni sorprendenti. Invece di rispondere in modo forte a un avatar completo, alcune hanno mostrato reazioni più forti a testa o corpo da soli. Infatti, alcune cellule non si sono attivate affatto vedendo la scimmia intera, suscitando domande su come interpretare al meglio le loro reazioni.
Identificazione delle interazioni
Gli scienziati hanno impiegato diversi test per controllare se le orientazioni di testa e corpo si influenzassero a vicenda nel cervello. Stavano effettivamente chiedendo: "Inclinare la testa influisce su come viene visto il corpo?"
ANOVA a due vie
Per analizzare queste interazioni, i ricercatori hanno eseguito un test statistico chiamato ANOVA a due vie, che aiuta a capire come due variabili diverse (come le posizioni di testa e corpo) lavorano insieme nelle risposte delle cellule cerebrali.
Risultati e intuizioni
Effetti principali osservati
I risultati hanno rivelato che le modifiche nelle posizioni di testa e corpo hanno avuto un impatto significativo sulle risposte delle cellule. La maggior parte delle cellule cerebrali ha mostrato reazioni più forti ai cambiamenti nelle posizioni del corpo, indicando che il corpo gioca un ruolo critico nell'interpretazione della posizione della testa.
Influenza combinata
Molte cellule hanno anche mostrato interazioni, dove l'effetto dell'orientamento della testa dipendeva dalla posizione del corpo e viceversa. Questo suggerisce che c'è una sorta di danza che avviene nel cervello della scimmia, dove le posizioni di testa e corpo influenzano come l'immagine viene compresa.
Esplorare l'effetto dell'inversione del corpo
Una parte della ricerca ha esaminato come la direzione in cui un corpo stava guardando influenzasse il riconoscimento. Ad esempio, le scimmie riconoscevano corpi invertiti quanto quelli eretti? Questo fenomeno è conosciuto come effetto dell'inversione del corpo.
L'effetto dell'inversione del corpo: altre curiosità
Si scopre che le scimmie hanno più difficoltà a riconoscere i corpi invertiti. I ricercatori hanno osservato che la forza della risposta e la decodifica dell'orientamento erano più basse per i corpi invertiti rispetto a quelli eretti. Quindi, proprio come una pancake girato sottosopra, un'inversione della testa può davvero confondere il gioco di riconoscimento di una scimmia.
Diverse regioni cerebrali
I risultati dello studio hanno messo in evidenza differenze distinte nel modo in cui le regioni anteriori e medie dello STS elaboravano le orientazioni di testa e corpo. Lo STS anteriore sembrava migliore nell'integrare queste caratteristiche rispetto allo STS medio, sottolineando ulteriormente la funzionalità specializzata all'interno del cervello della scimmia.
Decodifica degli angoli di testa e corpo
Un focus significativo dello studio era se i cervelli delle scimmie potessero decodificare gli angoli di orientamento testa-corpo. I ricercatori hanno testato la loro capacità di decodifica addestrando modelli con dati e misurando quanto bene classificavano gli angoli di orientamento.
Buone notizie e cattive notizie
I ricercatori hanno scoperto che il cervello può effettivamente identificare le orientazioni testa-corpo, soprattutto quando ci sono differenze angolari chiare. Ma quando si trattava di orientamenti che differivano solo nel segno (come sinistra contro destra), la decodifica era molto meno efficace.
Mettere tutto insieme
I ricercatori hanno scoperto che i cervelli delle scimmie possono capire la relazione tra le posizioni di testa e corpo, ma con delle limitazioni. Anche se erano bravi a riconoscere certe configurazioni, si trovavano in difficoltà quando le posizioni erano immagini speculari l'una dell'altra.
Riepilogo dei risultati
Per riassumere, la ricerca indica chiaramente che:
- I cervelli delle scimmie integrano le posizioni di testa e corpo quando riconoscono le immagini.
- La regione STS anteriore funziona meglio della STS media in questo processo di integrazione.
- Le scimmie hanno un effetto di inversione del corpo, faticando a riconoscere i corpi invertiti.
- Possono decodificare efficacemente alcuni angoli di testa-corpo, mentre altri rappresentano una maggiore sfida.
Pensieri finali
Alla fine, capire come le scimmie vedono e riconoscono le configurazioni di testa e corpo può dare un'idea di come avvengono le interazioni sociali tra i primati, compresi gli esseri umani. Dimostra l'incredibile capacità del cervello di elaborare e interpretare informazioni visive complesse, anche se a volte si confonde con un semplice movimento della testa.
Quindi, la prossima volta che vedi qualcuno fare un cenno con la testa o scuotere, ricorda che il loro cervello potrebbe proprio stare lavorando sodo, cercando di dare senso a tutto il quadro!
Fonte originale
Titolo: Integration of head and body orientations in the macaque superior temporal sulcus is specific to upright bodies
Estratto: The neural processing of faces and bodies is often studied separately, despite their natural integration in perception. Unlike prior research on the neural selectivity for either head or body orientation, we investigated their interaction in macaque superior temporal sulcus (STS) using a monkey avatar with diverse head-body orientation angles. STS neurons showed selectivity for specific combinations of head-body orientations. Anterior STS (aSTS) neurons enabled more reliable decoding of head-body configuration angles compared to middle STS neurons. Decoding accuracy in aSTS was lowest for head-body angle pairs differing only in sign (e.g. head-body orientation difference of {+/-}90{degrees} relative to the anatomical midline), and highest for aligned (0{degrees}) head-body orientations versus those with maximum angular difference. Inverted bodies showed diminished decoding of head-body orientation angle compared to upright bodies. These findings show that aSTS integrates head and body orientation cues, revealing configuration-specific neural mechanisms, and advance our understanding of social perception.
Autori: Yordanka Zafirova, Rufin Vogels
Ultimo aggiornamento: 2024-12-30 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.30.630733
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.30.630733.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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