PsicoFisiologia sensoriale:

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Gastone Ferro
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1 PsicoFisiologia sensoriale: Come interagiamo nell ambiente, tramite vista e tatto Introduzione Nel capitolo introduttivo si vuole trattare brevemente come gli organi sensoriali della vista e del

1 1 PsicoFisiologia sensoriale: Come interagiamo nell ambiente, tramite vista e tatto Introduzione Nel capitolo introduttivo si vuole trattare brevemente come gli organi sensoriali della vista e del tatto partecipino alla percezione dell'ambiente circostante tramite delle interazioni, ad esempio come spostarsi da un luogo ad un altro, afferrare un oggetto, parlare con un interlocutore. Come in un sistema circolare, queste azioni influenzeranno sicuramente la nostra percezione del mondo (Figura 1), dove le azioni e i loro effetti sono inseparabili. Figura 1: Integrazione senso-motoria 1 1 Max Planck Institute for Biological Cybernetics, fonte: 2

1.1 La visione binoculare e la stereopsi Il nostro campo visivo quando è formato da entrambi gli occhi raggiunge i 190 in senso orizzontale, di cui 110 coperti da entrambi gli occhi, e 140 in

2 1.1 La visione binoculare e la stereopsi Il nostro campo visivo quando è formato da entrambi gli occhi raggiunge i 190 in senso orizzontale, di cui 110 coperti da entrambi gli occhi, e 140 in verticale. Nel campo visivo dei 110 questa sommazione binoculare sarà indispensabile per una visione tridimensionale dell'ambiente, la quale viene carpita da due immagini retiniche differenti, a distanza di 5 cm l'una dall'altra e in momenti temporali differenti qualora l'oggetto o noi stessi fossimo in movimento. Questa percezione binoculare è chiamata stereopsi. La differenza tra le due immagini retiniche si chiama invece disparità binoculare, e ovviamente ciò non avviene ugualmente in una visione puramente monoculare, anche se è possibile ricorrere a indizi di profondità, come mostrato nella figura seguente. Figura 2: in questa figura 2, percepiamo la profondità anche con un solo occhio, considerando implicitamente dimensioni, ombre, messa a fuoco, etc. Per avere un'impressione tridimensionale su di una superficie bidimensionale, si ricorre a degli indizi di profondità, i quali grazie a una elaborazione implicita di leggi fisiche e geometriche, forniscono un'indicazione sullo spazio davanti a noi e la distribuzione degli oggetti. Gli indizi monoculari sono: l'occlusione: in presenza di un contorno non visibile, ricostruiamo l'immagine in base alla conoscenza pregressa che abbiamo degli oggetti (approccio di Bayes, come si vede in figura 5). Questa ci può dare delle informazioni solo 2 Fonte: 3

3 sull'ordine relativo degli oggetti occludenti e di quelli occlusi, quindi la loro posizione relativa. Grandezza e posizione: un'immagine retinica di un oggetto nell'ambiente diventa più piccola se l'oggetto si allontana, a pari dimensioni dello stesso. Questa regola si chiama grandezza relativa, e grazie a un gradiente di tessitura 3, per lo stesso principio si può parlare di altezza relativa, dove gli stessi oggetti disposti nello sfondo si vedranno più piccoli e di minor altezza rispetto ad una collocazione in primo piano. Prospettiva aerea: dato che la luce si disperde nell'atmosfera, ciò comporta che gli oggetti più lontani sono soggetti a una maggiore dispersione e appaiono più vaghi e indistinti. In questi casi si parla di foschia o prospettiva aerea, dove vediamo gli oggetti più lontani con una colorazione tendente al blu-violetto, colore che corrisponde alle onde più corte del nostro spettro visibile (quindi a parità di distanza, dovranno avere un numero maggiore di cicli e di conseguenza saranno più soggette a dispersione). Figura 3: Spettro visibile agli occhi umani Prospettiva lineare: il modo in cui le linee dello spazio tridimensionale sono proiettate in un'immagine bidimensionale, dove se nel primo sono parallele, nella seconda sembrano convergere in un punto chiamato punto di fuga. Il gradiente tissurale: quando aumenta la distanza dall osservatore, la tessitura di una superficie diventa più fitta. La variabilità della tessitura è un forte indice di profondità. 3 Indizio di profondità basato sulla legge geometrica per cui elementi di uguali dimensioni formano immagini retiniche più piccole quando aumenta la loro distanza dall'osservatore 4

Figura 4: i volti sono sempre più piccoli e fitti man mano che aumenta la distanza Movimento: grazie al movimento, avviene il fenomeno di parallasse: gli oggetti più vicini cambiano posizione in

4 Figura 4: i volti sono sempre più piccoli e fitti man mano che aumenta la distanza Movimento: grazie al movimento, avviene il fenomeno di parallasse: gli oggetti più vicini cambiano posizione in misura maggiore rispetto a quelli più lontani. Inoltre non è indispensabile il nostro movimento affinché ci sia, infatti l'informazione geometrica ottenuta da un occhio in due diverse posizioni e in due diversi momenti (parallasse di movimento) è simile all'informazione ottenuta da due occhi in diverse posizioni nello stesso momento (stereopsi). L'accomodazione: questa è indispensabile per mettere a fuoco gli oggetti e consiste nella rotazione degli occhi verso l'interno (convergenza) e verso l'esterno (divergenza). La quantità di accomodazione può quindi divenire indice della distanza di un oggetto, infatti maggiore è la convergenza, minore è la distanza. Quando invece guardiamo con entrambi gli occhi, come avviene di solito, avremo delle differenti immagini retiniche che elaborate ci permettono di avere 2 punti di vista leggermente diversi. Anche se già da millenni si conoscevano le leggi euclidee, solo nell'800 fu inventato lo stereoscopio da Charles Wheatstone, il quale rifacendosi alla visione umana (due immagini retiniche distanti tra loro di 5 cm) fotografava tramite 2 obiettivi. Così lo stereoscopio fu la prova che la rappresentazione visiva utilizza la disparità binoculare come indizio di profondità, a prescindere dal fatto che questa disparità sia prodotta da immagini reali o da riproduzioni. In base alle disparità tra i due punti di vista, si avrà quindi una percezione relativa della distanza degli oggetti tra di loro e dall'osservatore. 5

5 Spesso le immagini retiniche non si sovrappongono, e in questi casi c'è un'immagine che prevale sull'altra. Quando succede si parla di rivalità binoculare, e se non è mai definitivamente vinta da uno dei due occhi, si avrà comunque una via preferenziale. Infatti, saranno le caratteristiche dello spazio ad attirare l'attenzione, come un alto contrasto, un oggetto luminoso o in movimento rispetto ad uno fermo. Figura 5: Conoscendo già le monete, saremo sicuramente più propensi a riconoscerle come uguali e separate, piuttosto che nella forma a destra. Tutti questi indizi di profondità, sebbene non infallibili, combinati e soppesati coerentemente, generano di solito una rappresentazione coerente della realtà, e quando ciò non succede saremo passibili di illusioni ottiche, come mostrato nella figura seguente. Figura 6: illusione delle scale di Escher 4 4 Fonte: 6

1.2 Dal senso tattile alla percezione aptica 1.2.1 Cenni di Fisiologia tattile Il senso del tatto si riferisce alle sensazioni causate dagli spostamenti meccanici della pelle, alle variazioni di

6 1.2 Dal senso tattile alla percezione aptica Cenni di Fisiologia tattile Il senso del tatto si riferisce alle sensazioni causate dagli spostamenti meccanici della pelle, alle variazioni di temperatura, al dolore e alle sensazioni interne che ci informano sulla posizione e i movimenti che stiamo facendo. Queste sono chiamate cinestesia quando provengono dai muscoli, tendini e articolazioni e propriocezione quando derivano anche dal sistema vestibolare 5. Figura 7: Sistema somatosensoriale 6 Essenzialmente, il tatto è importante per l'identificazione e la manipolazione di oggetti che non possono essere visti o sentiti, a condizione di essere a diretto contatto. A complemento delle altre modalità sensoriali, il tatto richiede l'azione, perché dapprima ha la sensazione di incontrare un ostacolo fisico, e al contempo ha un ritorno di forza. I recettori meccanici, chiamati appunto meccanorecettori sono indispensabili per rispondere a diversi valori di pressione, dai fini dettagli come la lettura dell'alfabeto Braille al riconoscimento di oggetti e corpi, con le loro innumerevoli proprietà. 5 Il sistema vestibolare è un sofisticato apparato sensoriale che rileva informazioni relative alla posizione ed al movimento della testa e del corpo nello spazio. Esse sono fondamentali per il mantenimento della postura e della stazione eretta, e per la coordinazione del movimento degli occhi con quello della testa 6 Fonte: 7

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