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Il Ruolo dell'Attenzione Basata sugli Occhi nella Percezione

La ricerca svela come l'attenzione basata sugli occhi sposta la dominanza visiva.

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Attenzione Visiva eAttenzione Visiva eDominanza Visivadel focus oculare sulla percezione.Uno studio rivela effetti sorprendenti
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L'Attenzione Selettiva è quel processo che ci permette di concentrarci su certe informazioni mentre ignoriamo altre. È importante perché siamo sempre bombardati da input visivi e uditivi. Per esempio, in una stanza affollata, potresti concentrarti sulla voce di un amico mentre ignori il chiacchiericcio di sottofondo. I ricercatori hanno studiato come l'attenzione possa essere diretta in base a localizzazione, caratteristiche o oggetti.

Un aspetto interessante dell'attenzione selettiva è l'attenzione basata sugli occhi, dove il focus dell'attenzione è legato a quale occhio sta ricevendo l'informazione. Questo significa che se presti attenzione a ciò che vedi con un occhio, può cambiare come percepisci le informazioni da entrambi gli occhi. Quando entrambi gli occhi guardano immagini diverse, l'occhio che riceve l'input focalizzato può dominare ciò che vedi.

L'Impatto dell'Attenzione Basata sugli Occhi

La ricerca mostra che quando dirotti l'attenzione su un occhio, può migliorare come elaboriamo l'input di quell'occhio. In certe situazioni, questo può portare a una situazione in cui l'input dell'occhio su cui non ci concentriamo diventa meno dominante nella nostra percezione.

Una scoperta intrigante è che un'attenzione prolungata su un occhio può portare a un effetto sorprendente: l'altro occhio potrebbe diventare più dominante nel tempo. In uno studio, i partecipanti hanno guardato un film con un occhio mentre ignoravano un'immagine non correlata nell'altro. Dopo aver trascorso del tempo in questo modo, è stato trovato che la percezione dell'occhio ignorato aumentava, anche se ai partecipanti era stato chiesto di concentrarsi sull'input del primo occhio.

Panoramica dell'Esperimento

Per approfondire questo fenomeno, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti. Il primo passaggio ha coinvolto tecniche di imaging cerebrale per vedere quali aree del cervello sono coinvolte quando i partecipanti guardano film e focalizzano la loro attenzione usando metodi basati sugli occhi. Successivamente, hanno utilizzato una tecnica chiamata stimolazione magnetica transcranica (TMS) per inibire temporaneamente specifiche aree cerebrali mentre i partecipanti si impegnavano negli stessi compiti.

L'obiettivo era identificare se l'attenzione basata sugli occhi gioca un ruolo diretto nel cambiare quale input dell'occhio diventa più dominante.

Esperimento 1: Identificazione delle Aree Cerebrali

Nel primo esperimento, i partecipanti hanno guardato film con un occhio che riceveva le immagini principali e l'altro occhio che vedeva immagini invertite dello stesso film. Questo richiedeva ai partecipanti di dirigere la loro attenzione su un occhio. I ricercatori volevano vedere se alcune aree cerebrali mostravano un'attività aumentata quando i partecipanti si concentravano sulla loro attenzione.

Hanno confrontato l'attività cerebrale mentre i partecipanti si impegnavano con i due tipi di presentazioni di film. L'obiettivo era identificare eventuali aree cerebrali che diventavano più attive quando i partecipanti dovevano concentrarsi sull'input di un occhio piuttosto che elaborare gli input di entrambi gli occhi in modo uguale.

I risultati hanno rivelato che aree specifiche, note per essere collegate all'attenzione, mostrano un'attività aumentata quando i partecipanti si concentravano su un film. Questo ha suggerito che queste aree cerebrali giocano un ruolo importante nell'attenzione basata sugli occhi.

Esperimento 2: Utilizzo della TMS per Valutare la Causalità

Nel secondo esperimento, i ricercatori miravano a determinare se le aree cerebrali identificate causassero effettivamente i cambiamenti nella Dominanza visiva degli occhi. Hanno inibito temporaneamente il campo oculare frontale (FEF) e il solco intrapariétale (IPS) usando la TMS mentre i partecipanti guardavano i film dicotici. L'idea era vedere se questa inibizione avrebbe cambiato l'estensione in cui la dominanza visiva degli occhi si spostava dopo che i partecipanti avevano visto i film.

I partecipanti hanno completato un test per misurare la loro dominanza visiva sia prima che dopo l'adattamento del film. Così facendo, i ricercatori volevano vedere se inibire certe aree cerebrali avrebbe indebolito l'effetto dell'attenzione basata sugli occhi sulla dominanza oculare.

I risultati hanno mostrato che quando il FEF era inibito, il previsto spostamento verso l'occhio non seguito era significativamente ridotto. Tuttavia, lo stesso effetto non è stato osservato con l'IPS. Questo ha indicato che il FEF gioca un ruolo critico nel modellare la dominanza visiva basata sugli occhi.

Esperimento 3: Assicurarsi che gli Effetti non siano Artefatti

Per confermare che gli effetti notati nel secondo esperimento fossero dovuti a cambiamenti nella dominanza visiva degli occhi e non semplicemente a cambiamenti nelle prestazioni nel compito, è stato condotto un terzo esperimento. Qui, i partecipanti hanno guardato i film con entrambi gli occhi che ricevevano lo stesso input. Questo significava che non c'era bisogno di dirigere l'attenzione in base all'occhio.

Di nuovo, i ricercatori hanno utilizzato la TMS sulle stesse aree cerebrali come nel precedente esperimento. L'obiettivo era verificare se inibire queste aree avrebbe ancora influenzato le misure della dominanza visiva, anche quando l'attenzione basata sugli occhi non era richiesta.

I risultati hanno mostrato che non ci sono stati cambiamenti significativi nelle prestazioni nel compito di rivalità binoculare. Questo suggeriva che quando entrambi gli occhi ricevevano lo stesso input, l'inibizione del FEF e dell'IPS non influenzava il compito e confermava che le scoperte precedenti riguardavano probabilmente la modulazione dell'attenzione piuttosto che semplici cambiamenti nelle prestazioni.

Esperimento 4: Influenza del Suono sulle Prestazioni del Compito

L'ultimo esperimento si è concentrato sul ruolo del suono nell'aiutare i partecipanti a mantenere l'attenzione sul film regolare. Questo era importante perché nei precedenti esperimenti, i partecipanti sentivano suoni sincronizzati con i film, il che potrebbe aver aiutato la loro concentrazione.

In questo esperimento, i ricercatori hanno presentato lo stesso film ma senza suono mentre continuavano a inibire il FEF. Se l'assenza di suono portava a una diminuzione dell'attenzione e successivamente influenzava le prestazioni nel compito di rilevazione dei blob, ciò avrebbe indicato che il suono era vitale per mantenere l'attenzione focalizzata.

I risultati hanno mostrato che anche senza suono, i partecipanti continuavano a eseguire bene nel rilevare cambiamenti visivi, suggerendo che l'assenza di suono non pregiudicava la loro capacità di mantenere l'attenzione basata sugli occhi. Questa scoperta ha indicato che il ruolo del FEF nell'attenzione basata sugli occhi non dipendeva solo da segnali uditivi.

Comprendere i Risultati

In sostanza, la serie di esperimenti ha fornito preziose intuizioni su come funzioni l'attenzione basata sugli occhi. È stato dimostrato che specifiche aree del cervello, in particolare il FEF, sono cruciali per dirigere l'attenzione in un modo che influenza la dominanza percettiva tra gli occhi.

La ricerca ha evidenziato l'interazione complessa tra attenzione e percezione. Mentre concentrarsi sull'input di un occhio può migliorare l'esperienza visiva da quell'occhio, può anche portare a spostamenti inaspettati nel modo in cui appare dominante ciascun occhio nella nostra percezione nel tempo.

Gli effetti osservati dell'attenzione oculare sulla dominanza oculare differivano dagli impatti noti della privazione visiva a breve termine. Invece di compensare semplicemente la mancanza di input visivo da un occhio, i cambiamenti nella dominanza sono stati mostrati essere legati al focus attentivo e all'attività cerebrale risultante.

Conclusione

Questa ricerca apre porte a ulteriori esplorazioni su come i nostri cervelli elaborano le informazioni visive e il ruolo che l'attenzione gioca nel modellare le nostre esperienze. Comprendere i meccanismi di base dell'attenzione potrebbe migliorare la nostra comprensione della percezione visiva e potrebbe avere applicazioni nella progettazione di trattamenti per condizioni che influenzano la vista e l'attenzione.

Si incoraggiano studi futuri a approfondire le sfumature di come interagiscono attenzione e input sensoriale, potenzialmente portando a migliori approcci terapeutici per chi affronta sfide legate alla vista o difetti attentivi.

Fonte originale

Titolo: Causal Role of the Frontal Eye Field in Attention-induced Ocular Dominance Plasticity

Estratto: Previous research has found that prolonged eye-based attention can bias ocular dominance. If one eye long-termly views a regular movie meanwhile the opposite eye views a backward movie of the same episode, perceptual ocular dominance will shift towards the eye previously viewing the backward movie. Yet it remains unclear whether the role of eye-based attention in this phenomenon is causal or not. To address this issue, the present study relied on both the functional magnetic resonance imaging (fMRI) and transcranial magnetic stimulation (TMS) techniques. We found robust activation of the frontal eye field (FEF) and intraparietal sulcus (IPS) when participants were watching the dichoptic movie while focusing their attention on the regular movie. Interestingly, we found a robust effect of attention-induced ocular dominance shift when the cortical function of vertex or IPS was transiently inhibited by continuous theta burst stimulation (cTBS), yet the effect was significantly attenuated to a negligible extent when cTBS was delivered to FEF. A control experiment verified that the attenuation of ocular dominance shift after inhibitory stimulation of FEF was not due to any impact of the cTBS on the binocular rivalry measurement of ocular dominance. These findings suggest that the fronto-parietal attentional network is involved in controlling eye-based attention in the "dichoptic-backward-movie" adaptation paradigm, and in this network, FEF plays a crucial causal role in generating the attention-induced ocular dominance shift.

Autori: Min Bao, F. Song, X. Dong, J. Zhao, J. Wang, X. Sang, X. He

Ultimo aggiornamento: 2024-01-23 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.10.561439

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.10.561439.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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