Modularità visiva - Visual modularity

Nelle neuroscienze cognitive , la modularità visiva è un concetto organizzativo relativo al funzionamento della visione . Il modo in cui opera il sistema visivo dei primati è attualmente oggetto di un intenso esame scientifico. Una tesi dominante è che le diverse proprietà del mondo visivo ( colore , movimento , forma e così via) richiedono diverse soluzioni computazionali che sono implementate in regioni anatomicamente/funzionalmente distinte che operano in modo indipendente, cioè in modo modulare.

Elaborazione del movimento

Akinetopsia , termine coniato da Semir Zeki, si riferisce a una condizione intrigante causata dal danno alla corteccia extrastriata MT+ (nota anche come area V5) che rende gli esseri umani e le scimmie incapaci di percepire il movimento, vedendo il mondo in una serie di "fotogrammi" statici " invece e indica che potrebbe esserci un "centro di movimento" nel cervello. Naturalmente, tali dati possono solo indicare che quest'area è almeno necessaria alla percezione del movimento, non che sia sufficiente; tuttavia, altre prove hanno mostrato l'importanza di quest'area per la percezione del movimento dei primati. Nello specifico, le prove di stimolazione magnetica fisiologica, neuroimaging, percettiva, elettrica e transcranica (Tabella 1) si uniscono sull'area V5/hMT+. Evidenze convergenti di questo tipo supportano un modulo per l'elaborazione del movimento. Tuttavia, è probabile che questa visione sia incompleta: altre aree sono coinvolte con la percezione del movimento , comprese V1, V2 e V3a e le aree circostanti V5/hMT+ (Tabella 2). Un recente studio fMRI ha messo il numero di aree di movimento a ventuno. Chiaramente, questo costituisce un flusso di diverse aree anatomiche. La misura in cui questo è 'puro' è in discussione: con Akinetopsia vengono gravi difficoltà nell'ottenere struttura dal movimento. Da allora V5/hMT+ è stato implicato in questa funzione oltre a determinare la profondità. Pertanto, l'evidenza attuale suggerisce che l'elaborazione del movimento avviene in un flusso modulare, sebbene con un ruolo nella percezione della forma e della profondità a livelli più elevati.

Elaborazione del colore

Prove convergenti simili suggeriscono la modularità per il colore. A partire dalla scoperta di Gowers che il danno alla circonvoluzione fusiforme/linguale nella corteccia occipitotemporale è correlato con una perdita nella percezione del colore ( acromatopsia ), la nozione di un "centro del colore" nel cervello dei primati ha avuto un crescente sostegno. Ancora una volta, tale evidenza clinica implica solo che questa regione è fondamentale per la percezione del colore e nient'altro. Altre prove, tuttavia, tra cui neuroimaging e fisiologia convergono su V4 come necessario per la percezione del colore. Una recente meta-analisi ha inoltre evidenziato una specifica lesione comune agli acromati corrispondente a V4. Da un'altra direzione è stato scoperto che quando i sinesteti sperimentano il colore da uno stimolo non visivo, V4 è attivo. Sulla base di queste evidenze sembrerebbe che l'elaborazione del colore sia modulare. Tuttavia, come per l'elaborazione del movimento, è probabile che questa conclusione sia imprecisa. Altre prove mostrate nella tabella 3 implicano il coinvolgimento di aree diverse con il colore. Può quindi essere più istruttivo considerare un flusso di elaborazione del colore multistadio dalla retina fino alle aree corticali che includono almeno V1 , V2 , V4 , PITd e TEO. In sintonia con la percezione del movimento, sembra esserci una costellazione di aree attinte per la percezione del colore . Inoltre, V4 potrebbe avere un ruolo speciale, ma non esclusivo. Ad esempio, la registrazione di una singola cellula ha mostrato che solo le cellule V4 rispondono al colore di uno stimolo piuttosto che alla sua banda d'onda, mentre altre aree coinvolte con il colore no.

Elaborazione del modulo

Un altro caso clinico che suggerirebbe a priori un modulo per la modularità nell'elaborazione visiva è l'agnosia visiva . La paziente ben studiata DF non è in grado di riconoscere o discriminare oggetti a causa di danni nelle aree della corteccia occipitale laterale sebbene possa vedere scene senza problemi: può letteralmente vedere la foresta ma non gli alberi. Il neuroimaging di individui intatti rivela una forte attivazione occipito-temporale durante la presentazione dell'oggetto e una maggiore attivazione ancora per il riconoscimento dell'oggetto. Naturalmente, tale attivazione potrebbe essere dovuta ad altri processi, come l'attenzione visiva. Tuttavia, altre prove che mostrano uno stretto accoppiamento di cambiamenti percettivi e fisiologici suggeriscono che l'attivazione in quest'area è alla base del riconoscimento degli oggetti. All'interno di queste regioni ci sono aree più specializzate per l'analisi del viso o a grana fine, la percezione del luogo e la percezione del corpo umano. Forse una delle prove più evidenti della natura modulare di questi sistemi di elaborazione è la doppia dissociazione tra oggetto e volto (prosop-) agnosia. Tuttavia, come per il colore e il movimento, anche le aree precoci (vedi per una recensione completa) sono implicate, fornendo supporto all'idea di un flusso multistadio che termina nella corteccia inferotemporale piuttosto che in un modulo isolato.

Modularità funzionale

Uno dei primi usi del termine "modulo" o "modularità" si trova nell'influente libro " Modularità della mente " del filosofo Jerry Fodor . Un'applicazione dettagliata di questa idea al caso della visione è stata pubblicata da Pylyshyn (1999), che ha sostenuto che esiste una parte significativa della visione che non risponde alle credenze ed è "cognitivamente impenetrabile".

Gran parte della confusione riguardante la modularità esiste nelle neuroscienze perché ci sono prove per aree specifiche (es. V4 o V5/hMT+) e per i concomitanti deficit comportamentali conseguenti all'insulto cerebrale (quindi presi come prova della modularità). Inoltre, l'evidenza mostra che sono coinvolte altre aree e che queste aree servono all'elaborazione di più proprietà (ad esempio V1) (quindi prese come prova contro la modularità). Che questi flussi abbiano la stessa implementazione nelle prime aree visive, come V1, non è incoerente con un punto di vista modulare: per adottare l'analogia canonica nella cognizione, è possibile che software diversi funzionino sullo stesso hardware. Una considerazione dei dati psicofisici e neuropsicologici suggerirebbe un supporto per questo. Ad esempio, la psicofisica ha dimostrato che le percezioni per proprietà diverse sono realizzate in modo asincrono. Inoltre, sebbene gli acromatici presentino altri difetti cognitivi, non hanno deficit di movimento quando la loro lesione è limitata a V4 o perdita totale della percezione della forma. In relazione a ciò, Zihl e colleghi achinetopsia mostra paziente senza deficit di colore o percezione dell'oggetto (anche se derivante profondità e la struttura di movimento è problematico, vedi sopra) e agnostici dell'oggetto non hanno danneggiato movimento o la percezione del colore, rendendo i tre disturbi triply dissociabile . Prese insieme, queste prove suggeriscono che anche se proprietà distinte possono impiegare le stesse aree visive precoci, sono funzionalmente indipendenti. Inoltre, che l'intensità dell'esperienza percettiva soggettiva (es. colore) è correlata con l'attività in queste aree specifiche (es. V4), le recenti prove che i sinesteti mostrano l'attivazione di V4 durante l'esperienza percettiva del colore, nonché il fatto che il danno a queste aree i risultati in deficit comportamentali concomitanti (l'elaborazione può avvenire ma i percettori non hanno accesso alle informazioni) sono tutte prove di modularità visiva.

Guarda anche

• eautoscopia
• Modularità
• La società della mente che propone la mente è composta da agenti
• Ipotesi dei due flussi

Riferimenti