Prima pagină Stiinta

Cu ochii larg deschisi

Cecilia Stroe | 09.05.2006 | ● Vizualizări: 362
Cu ochii larg deschisi     Cu ochii larg deschisi + zoom
Galerie foto (1)

Lumea care ni se infatiseaza privirilor nu este altceva decat o „inventie“ a sistemului vizual cerebral. Ati inteles: adevaratul „organ“ al vazului este creierul.

Mult timp s-a crezut ca perceptiile noastre vizuale sunt actionate de mecanisme innascute si universale si coincid cu existenta unei realitati externe obiective si incontestabile. Conform celor mai recente teorii, insa, perceptia vizuala reprezinta un act psihosomatic si se bazeaza pe procese ce integreaza intr-un mod foarte complex functii biologice si culturale.

Percepem ceea ce ne inconjoara prin mijlocirea creierului, care interpreteaza realitatea generand imagini, sunete, mirosuri si gusturi. El descifreaza astfel un univers care, in sine, este incolor, inodor, mut si insipid. Lumea vizuala umana este asa cum o percepem tocmai pentru ca suntem oameni, iar ceea ce vedem reprezinta rodul unei transfigurari a realitatii realizate de catre creier in asa fel incat sa serveasca supravietuirii si cunoasterii; o simulare ce reconstituie interactiunile dintre noi si mediul material care ne inconjoara, efectuata de catre creier sub controlul unor determinari genetice.

Ochiul decerebrat
Ideea newtoniana conform careia ochiul ar fi un instrument capabil sa reproduca pasiv imagini rasturnate ale lumii exterioare nu mai este considerata valida astazi, in temeiul argumentului ca lumina nu e compusa din „raze“ capabile sa deseneze pe retina vreo reprezentare a lumii exterioare. Oamenii de stiinta contemporani concep radiatia ca pe un camp electromagnetic definit de fotoni, cu dublu caracter: de unde si de particule. In plus, la ora actuala, se stie ca ochiul raspunde la radiatiile luminoase printr-o reactie fotochimica oscilanta care are loc pe retina, iar variatiile acesteia sunt interpretate de creier. Ochii unui nou-nascut nu vad nimic: vazul este consecinta unei sistematizari complexe si active la nivelul creierului, sistematizare ce implica recurgerea la arhetipuri genetice fundamentale; el este, deci, rodul unui proces de invatare rafinat, in cadrul caruia structurile cognitive se dezvolta in mod progresiv. 

Urmand paradigma mecanicista a lui Descartes, stiinta clasica i-a atribuit multa vreme creierului o singura functie: aceea de a orienta in directia corecta imaginile definite anterior pe retina ochiului. Si asta in pofida faptului ca structura sinaptica a comunicatiei neurochimice a fost descoperita de Santiago Ramon J. Cajal inca din 1894. La acea vreme, savantul a postulat ca invatarea reprezinta o functie a alterarilor morfologice ale terminatiilor nervoase generate de informatia senzoriala primita din mediul inconjurator. Nu a fost insa luat in calcul faptul ca modularea excitabilitatii neurochimice, care determina o modificare plastica a interconexiunilor neuronale, poate functiona si ca activitate a proceselor endogene ale creierului; conceptul de reprezentare senzoriala a lumii externe era considerat doar un fapt mecanic, pus in act de un sistem biologic reproducator al realitatii externe.
 
Ochii „de vultur“ ai lui Darwin
Recent, cercetatorii de la European Molecular Biology Laboratory (EMBL) au publicat un studiu care incearca sa explice originea si evolutia ochiului uman. Detlev Arendt si Jochen Wittbrodt au descoperit ca, de fapt, celulele fotosensibile ale ochilor nostri provin de la o populatie celulara straveche, plasata initial in creier. Ulterior, evolutia ar fi „cazat“ respectivele celule la nivelul ochilor, dandu-le puterea de a conferi vaz. Acest studiu a fost realizat pe o „fosila vie“, Platynereis dumerilii, un vierme marin ce aduce izbitor cu organismele care au trait pe Pamant in urma cu aproximativ 600 de milioane de ani. „Atunci cand am vazut pentru prima oara imagini ale creierului lui Platynereis, am realizat ca forma celulelor acestuia amintea de cea a celulelor din retina ochiului uman si ne-am gandit ca ambele tipuri ar putea avea o origine comuna“, au declarat Arendt si Wittbrodt.

Daca celule care apartin unor specii diferite au aceeasi amprenta moleculara, atunci inseamna ca respectivele specii au un stramos comun, iar in celulele creierului viermelui marin oamenii de stiinta au descoperit o proteina fotosensibila ce corespunde aceleia din retina ochiul uman.

Pe cat se pare, macar in acest caz, Darwin a „vazut“ bine. El a fost primul care a intuit posibilitatea ca ochiul uman sa fi evoluat gratie unor mutatii spontane si selectiei naturale. Mult mai tarziu, progresele in domeniul geneticii au confirmat (exact cum a presupus Darwin) felul in care este posibil sa identifici in lantul evolutiei o secventa de evenimente care au transformat, in mod lent si progresiv, organismele vii cu stramosi comuni in complexa si uimitoarea biodiversitate pe care o cunoastem astazi.
 
Perceptia vizuala constienta
La Universitatea din Sydney, Australia, cercetatorii Colin Clifford si Justin Harris au determinat masura in care semnalele vizuale provenite din ochii nostri reusesc sa patrunda in reteaua de elaborare a creierului fara a fi inregistrate in mod constient. Ei au remarcat ca semnalele de feedback transporta informatii despre ceea ce ne asteptam sa vedem, influentand intr-o oarecare masura felul cum interpretam informatiile vizuale primite. Cei doi oameni de stiinta au demonstrat ca, in fata a doua semnale vizuale contradictorii, observatorul o alege pe cea la care se asteapta cel mai mult. Clifford si Harris s-au servit in studiul lor de asa-numita rivalitate binoculara – maniera prin care creierul pune laolalta informatiile provenite de la cei doi ochi pentru a da mai multa profunzime vederii –, dar atunci cand cele doua imagini sunt atat de diferite incat nu pot fi „convinse“ sa fuzioneze, creierul o alege doar pe una si o suprima pe cealalta, asa incat perceptia trece spontan de la o imagine la alta la fiecare cateva secunde.
 
Neuronii „confuzi“
Prin urmare, atunci cand privim in jurul nostru cu atentie, creierul integreaza intr-o imagine unica scene – usor diferite intre ele – furnizate de catre cei doi ochi, iar in cazul in care acestia percep lucruri complet diferite, creierul sare de la o imagine la alta fara a putea decide care dintre ele este cea „adevarata“. Asa se nasc si multe dintre iluziile optice. John Pettigrew, neurobiolog la Universitatea Queensland din Brisbane, Australia, considera ca asemenea fenomene apar atunci cand cele doua emisfere ale creierului se lupta pentru suprematie. Ca sa demonstreze acest lucru, el a supus emisferele cerebrale a zeci de voluntari la tratamente dintre cele mai stranii: a amestecat gandurile subiectilor cu ajutorul unor campuri magnetice, le-a turnat apa cu gheata in urechi, i-a facut sa rada in hohote. Pettigrew a aflat si ca, atunci cand o parte a creierului este blocata, cealalta reuseste sa-si impuna propria imagine, chiar daca ceea ce vad ochii este total diferit.

Daca ne-am baza perceptia vizuala numai pe imaginile retinei, am avea intotdeauna impresia ca oamenii, pe masura ce se apropie de noi, sunt tot mai mari, ca obiectele isi schimba forma de fiecare data cand ne miscam ochii, capul sau corpul, iar culorile se schimba la fiecare modificare a conditiilor de iluminat. Contrabalansand haosul schimbarii constante a imaginilor de pe retina, proprietatile vizuale ale obiectelor au insa tendinta sa ramana constante la nivelul constientului.

Pe de alta parte, un barbat care si-a recapatat vederea dupa 30 de ani declara ca, atunci cand a inceput sa vada din nou, toate obiectele din jurul lui pareau ca s-au insufletit, „napustindu-se“ asupra lui. Explicatia ar fi aceea ca unul dintre lucrurile pe care o persoana normala le cunoaste gratie unei lungi obisnuinte este ce anume sa nu vada. Lucrurile care nu conteaza sau care creeaza confuzie sunt de-a dreptul blocate de mintea noastra… vizuala. 

Vazul domina felul in care intelegem lumea, in care ne raportam la ea. Nu stim cum o percep celelalte fiinte vii, dar stim ca animalele se bazeaza pe simtul vazului in mod diferit de noi; ba, chiar, unele creaturi nu vad lumea deloc. Culoarea nu este nici ea o caracteristica a obiectelor, ci rezultatul complex al efectului pe care lumina il are asupra aparatului uman al perceptiei. Unii oameni pot distinge 250 de culori. In timp ce anumite mamifere nu pot percepe nici o culoare, traind mai degraba intr-un univers al mirosurilor decat al vizualului, pasarile vad, probabil, mult mai multe culori decat noi, ele fiind, dintre toate vertebratele, cele mai dependente de simtul vazului. In natura exista si diferente privitoare la „cantitatea“ de creier alocata vederii.

In cazul caracatitei si al calmarului, aceasta ajunge la mai bine de jumatate, dar nu stim deocamdata ce inteleg unele fiinte din ceea ce detecteaza ochii lor. Nu exista fiinta care sa vada tot ce vad celelalte, iar noi uitam de multe ori ca lumea vizuala umana este doar una dintre numeroasele lumi existente.


FACTS


Intuneric si lumina


Cercetatorii din cadrul Laboratorului Somnului de la Facultatea de Medicina a Universitatii din Lisabona au descoperit ca, atunci cand viseaza, orbii din nastere vizualizeaza imagini pe care nu le-au vazut niciodata. Visele persoanelor nevazatoare sunt identice cu cele ale oamenilor care vad: intamplarile au culori si miscare, antrenand figuri omenesti ori peisaje naturale/artificiale.


De unde provin aceste imagini? In opinia biofizicianului Helder Bertoló, exista doua scenarii: e posibil ca imaginile din visele orbilor sa fie produse prin integrarea unor elemente din experienta de viata a acestora in activitatea ariei vizuale; sau este posibil ca fiinta umana sa dispuna genetic de un fel de banca de imagini, utilizata pentru supravietuirea speciei – posibilitate confirmata, de altfel, in prezent de studiile asupra activitatii onirice a fetusilor in pantecul matern.


Radiografia vazului


Lumina intra in ochi prin cornee, cantitatea ei fiind reglata de contractia si dilatarea pupilei. Cristalinul permite focalizarea luminii pe retina – tunica interna a globului ocular, care rezida intr-o membrana cu trei straturi. Primul strat contine fotoreceptorii (conurile si bastonasele), al doilea – celulele bipolare aflate in conexiune cu fotoreceptorii, iar al treilea – celulele ganglionare, care compun nervul optic. Acesta din urma strabate interiorul cutiei craniene pana la ariile vizuale ale scoartei cerebrale. Cele doua tipuri de fotoreceptori produc substante diferite: conurile, stimulate de radiatiile electromagnetice, genereaza iodopsina si sunt responsabile de vederea diurna, de perceperea culorilor, de detalii si de claritatea contrastelor; bastonasele, mai sensibile la lumina, produc rodopsina si-i confera aparatului vizual capacitatea de a elabora informatii chiar si in conditii de iluminare foarte redusa.


Asadar, radiatia luminoasa provoaca in conurile si bastonasele retinei o reactie fotochimica oscilanta, care raspunde la anumite variatii suferite de caracteristicile fizice ale campului electromagnetic al luminii, adica la variatiile de intensitate (bastonasele) si la cele de intensitate si frecventa (conurile).


In fapt, pe retina ochiului nu se imprima nici o reprezentare rasturnata a lumii externe. Creierul este cel care analizeaza si interpreteaza variatiile de intensitate si frecventa traduse in semnale chimice si impulsuri nervoase. Ulterior, tot el le transforma in structuri mentale, prin intermediul functiilor biochimice cu care sunt inzestrate diferitele arii cerebrale. Acestea din urma completeaza informatia receptionata din exterior cu informatia memorata anterior, in baza unei interpretari determinante, mostenite genetic.


Celulele corticale din creier reactioneaza la schimbarile de lumina si astfel sesizam miscarile obiectelor. Acuitatea noastra vizuala este foarte bine dezvoltata, dar, in ciuda acestei uimitoare abilitati de a recunoaste forme miscatoare, felul in care percepem miscarea are anumite limitari, asa incat aceasta din urma, daca este prea rapida ori prea inceata, devine de nedetectat. Pe de o parte, suntem incapabili sa vedem glontele care iese de pe teava unei arme, pe de cealalta, nu putem sesiza miscarea acului orar al ceasornicului.


Mai mult, ne putem pacali creierul facandu-l sa creada ca exista miscare acolo unde aceasta nu e. O astfel de miscare-fantoma se produce, de exemplu, daca, dupa ce ne uitam la un obiect aflat in miscare constanta (o apa curgatoare), ne mutam privirile la unul imobil: acesta din urma pare a se deplasa in directia opusa curgerii apei. Fenomenul rezultat se numeste iluzia cascadei.


Dragoste si praf de pusca


Un film ofera o gama larga de stimuli vizuali diferiti. Pentru a compara manierele in care indivizii interpreteaza experientele vizuale, Rafaello Malach si Uri Hasson, de la Weizmann Institute of Science, au initiat un experiment in cadrul caruia le-au aratat unor voluntari secvente dintr-un western in regia lui Sergio Leone, cu Clint Eastwood in rolul principal.


Inregistrandu-le activitatea cerebrala cu ajutorul unor tehnologii de ultima ora, cercetatorii au reusit sa vada ce zone ale creierului se activeaza la vederea unor scene de dragoste si ce arii devin sensibile la scenele de actiune. In principal, s-au remarcat asemanari impresionante intre activitatile cerebrale ale tuturor subiectilor; in pofida individualismului propriu fiintei umane, un nivel atat de ridicat al acordului dintre subiecti le-a sugerat oamenilor de stiinta ca, atunci cand este expus aceluiasi mediu vizual, creierul fiecarui om functioneaza la unison cu creierele celorlalti, a comentat Malach.

Surprinzator, facand o trecere in revista a inregistrarilor, s-a dovedit si ca regiunile active ale creierului vad fiecare un film diferit. Acest lucru se intampla pentru ca fiece arie cerebrala este activata de un anumit gen de stimul vizual, care receptioneaza doar acele parti ce „vorbesc“ direct competentei sale.

Tag-uri: creierul | ochii | vederea