Mecanismele fundamentale ale atenției vizuale au apărut acum 500 de milioane de ani, sugerează un studiu
Un studiu recent publicat în PLOS Biology dezvăluie o descoperire revoluționară care schimbă paradigmele tradiționale despre modul în care percepem și interpretăm lumea vizuală. Conform cercetării conduse de Andreas Kardamakis de la Universitatea Miguel Hernandez din Elche, mecanismele de bază ale atenției vizuale nu sunt o caracteristică exclusiv umană, ci un rezultat al unei structuri vechi, numită colicul superior, care se găsește în creierul tuturor vertebratelor.
Acest colicul superior, care datează de peste 500 de milioane de ani, conține circuite capabile să efectueze interacțiuni center-împrejur, facilitând astfel detectarea contrastelor și a caracteristicilor vizibile din mediu fără a necesita implicarea cortexului cerebral. „Am demonstrat că aceste circuite ancestrale sunt capabile să genereze independent interacțiuni center-împrejur, esențiale în detectarea marginilor și caracteristicilor saliente ale mediului,” explică Kardamakis. Aceasta sugerează că procesele fundamentale de timp de reacție la stimulii relevanți au apărut mult înainte ca structurile cerebrale moderne să fie dezvoltate.
Un „radar” biologic în creier care prioritizează ceea ce contează
Colicul superior funcționează ca un adevărat radar biologic, primind informații direct de la retină. Această structură respondență rapid la mișcări sau stimuli neobișnuiți determină orientarea privirii noastre înainte ca informația să ajungă la cortexul cerebral. Studiul a utilizat tehnici experimentale avansate, inclusiv optogenetica și modelarea computațională, pentru a analiza cum neuronii sunt organizați și comunică în colicul superior.
Folosind lumina pentru a activa proiecții retinale specifice, echipa a observat că colicul superior nu doar transmite informația vizuală, ci o și procesează, filtrând-o activ pentru a reduce reacțiile la stimuli uniformi, accentuând în același timp contrastele. „Aceasta demonstrează că abilitatea de a selecta sau de a prioritiza informația vizuală este înrădăcinată profund în circuitele subcorticale cele mai vechi ale creierului,” afirmă Kuisong Song, coautor al studiului.
Implicile evolutive și cognitive
Descoperirile provocatoare contestă viziunea clasică conform căreia operațiunile vizuale complexe sunt rezervate exclusiv cortexului cerebral. În schimb, sugerează o organizare mai distribuită și ierarhică a creierului, în care structuri antice nu doar că transmit informații, ci îndeplinesc și calcule esențiale pentru supraviețuire, precum detectarea prădătorilor și urmărirea prăzii. „Înțelegerea modului în care aceste structuri ancestrale contribuie la atenția vizuală ne ajută, de asemenea, să înțelegem ce se întâmplă când aceste mecanisme eșuează,” punctează Kardamakis.
Problemele precum deficitul de atenție sau hipersensibilitatea senzorială ar putea, în parte, să-și aibă originea în dezechilibre între comunicarea corticală și aceste circuite fundamentale. Echipa sa extinde acum aceste descoperiri către modele in vivo pentru a investiga modul în care colicul superior modelează atenția vizuală și reglează distragerile în timpul comportamentelor dirijate de scop.
A cadre evolutiv comune pentru atenția vizuală
În completarea acestei lucrări, Kardamakis și colegul său, Giovanni Usseglio, au publicat un capitol care extinde perspectiva comparativă și evolutivă a acestor circuite vizuale subcorticale, evidențiind cum structuri omologe colicului superior, întâlnite în pești, amfibieni, reptile, păsări și mamifere, împărtășesc un principiu funcțional comun: integrarea informațiilor senzoriale și motorii pentru a orienta atenția și privirea. Această arhitectură cerebrală iscată dintr-o vastă evoluție de 500 de milioane de ani subliniază фундаментul comun pe care cortexul a dezvoltat ulterior funcții cognitive superioare.
Astfel, Kardamakis concluzionează că evoluția nu a înlocuit aceste sisteme antice, ci a construit pe ele, subliniind: „Încă ne bazăm pe aceeași arhitectură de bază pentru a decide unde să privim și ce să ignorăm.”
