Studio rivoluzionario: i topi percepiscono illusioni ottiche di diffusione del colore neon
Uno studio pionieristico ha dimostrato che i topi sono in grado di percepire un tipo di illusione ottica, nota come diffusione del colore neon, migliorando così la nostra comprensione del processo visivo. Questa ricerca rappresenta la prima volta in cui si è combinato l’uso di due tecniche investigative, l’elettrofisiologia e l’optogenetica, per studiare tale fenomeno. I risultati degli esperimenti sui topi hanno risolto un dibattito di lunga data nelle neuroscienze riguardo al livello di neuroni nel cervello responsabili della percezione della luminosità.
Le illusioni ottiche nella vita quotidiana
Le illusioni ottiche sono un fenomeno ben noto; alcune sono semplici curiosità, mentre altre sono presenti nella nostra vita di tutti i giorni. Ad esempio, quando osserviamo lo schermo di un dispositivo elettronico, siamo indotti a credere di vedere il colore bianco. In realtà, ciò che percepiamo è il risultato di elementi rossi, verdi e blu così vicini tra loro da creare l’impressione del bianco. Un altro esempio è una ruota o un’elica che ruota velocemente, la quale può sembrare invertire brevemente la direzione mentre accelera fino a raggiungere la velocità massima.
Le illusioni ottiche, quindi, non sono solo divertenti da osservare, ma possono anche essere uno strumento utile per approfondire la conoscenza di occhi, nervi, menti e cervelli.
Ricerca sulle illusioni ottiche nei topi
Il professore associato Masataka Watanabe del Dipartimento di Innovazione dei Sistemi presso l’Università di Tokyo è impegnato nella missione di comprendere meglio la natura della coscienza. Si tratta di un’area di studio vasta e, tra le altre cose, utilizza le illusioni ottiche. La sua ricerca più recente ha indagato se un certo tipo di illusione, che funziona sugli esseri umani, avrebbe avuto lo stesso effetto anche sui topi. E i risultati hanno confermato che è così. Ma perché è significativo?
“Sapere che questo tipo di illusione, chiamata illusione di diffusione del colore neon, funziona sui topi così come sugli umani, è utile per neuroscienziati come me, poiché significa che i topi possono servire come soggetti di test utili in casi dove gli esseri umani non possono,” ha affermato Watanabe. “Per comprendere veramente cosa succede all’interno del cervello durante le esperienze percettive, dobbiamo utilizzare certi metodi che non possiamo usare sulle persone. Questi includono l’elettrofisiologia, la registrazione dell’attività neurale con elettrodi, e l’optogenetica, dove impulsi di luce abilitano o disabilitano l’attività di neuroni specifici in un cervello vivente.”
L’esperimento di Watanabe è stato il primo del suo genere a utilizzare sia l’elettrofisiologia che l’optogenetica contemporaneamente in soggetti animali esposti all’illusione di diffusione del colore neon, permettendo al suo team di identificare con precisione quali strutture all’interno del cervello sono responsabili dell’elaborazione dell’illusione.
“Dopo che uno stimolo visivo raggiunge l’occhio, viene trasmesso al cervello attraverso i nervi e poi ricevuto da una serie di strati di neuroni chiamati V1, V2, e così via, dove V1 è lo strato più basilare, e V2 e superiori sono considerati strati più elevati,” ha spiegato Watanabe.
“Esiste un dibattito di lunga data nelle neuroscienze sul ruolo che i livelli superiori giocano nella percezione della luminosità e non è stato facile studiarlo. Il nostro esperimento sui topi ha mostrato che i neuroni in V1 hanno risposto non solo all’illusione, ma anche a una versione non illusoria dello stesso tipo di modello mostrato. Tuttavia, solo quando la versione illusoria è stata mostrata ai topi, i neuroni in V2 hanno svolto un ruolo cruciale: quello di modulare l’attività dei neuroni in V1, dimostrando così che i neuroni V2 svolgono effettivamente un ruolo nella percezione della luminosità.”
Questo esperimento ha dimostrato che i modelli di topi possono essere efficaci in questo settore delle neuroscienze. Watanabe spera che questo sia solo l’inizio e che tali esperimenti contribuiranno al suo grande obiettivo di chiarire il meccanismo neurale della coscienza.
Riferimento: “Brightness illusions drive a neuronal response in the primary visual cortex under top-down modulation” di Alireza Saeedi, Kun Wang, Ghazaleh Nikpourian, Andreas Bartels, Nikos K. Logothetis, Nelson K. Totah e Masataka Watanabe, 23 aprile 2024, Nature Communications.
