Il trasduttore di coordinate

Il trasduttore di coordinate implementato nel cervello adotta un meccanismo estremamente affascinante, codificando quattro dimensioni (posizione orizzontale e verticale dello stimolo in coordinate retinocentriche e posizione orizzontale e verticale degli occhi rispetto al capo) su di una superfice bidimensionale (Andersen, Essick & Siegel, 1985).

In questa simulazione lo spazio codificato è monodimensionale (solo la dimensione orizzontale) e dunque verranno codificate solo due variabili:

· posizione orizzontale dello stimolo in coordinate retinocentriche;

· posizione orizzontale degli occhi rispetto al capo.

Le cellule quasi-visive

In alcune aree cerebrali (ad esempio nell'area 7a) vi sono neuroni sensibili agli stimoli visivi. Tali neuroni hanno, com'è ovvio aspettarsi, dei campi recettivi: rispondono solo a stimolazioni di aree della retina ben determinate (posizione dello stimolo sulla retina). La peculiarità di questi neuroni è data però dal fatto che la loro risposta dipende anche dalla posizione degli occhi rispetto al capo. Queste unità, infatti, vengono stimolate solo se si avverano due condizioni:

· presenza di uno stimolo nel campo recettivo (retinocentrico);

· orientamento degli occhi in una certa posizione rispetto al capo.

Ogni unità può essere univocamente definita attraverso due valori:

· il primo corrisponde alla distanza, in gradi, del centro del campo recettivo dalla fovea (con valori negativi per l'emicampo sinistro);

· il secondo valore corrisponde alla distanza, sempre espressa in gradi, della posizione degli occhi rispetto all'asse verticale del capo.

Attraverso questi valori è possibile calcolare la posizione del campo recettivo nel neurone espresso in coordinate craniocentriche: sarà sufficiente sommare algebricamente i due valori che lo definiscono.

Il neurone (-3, 2), ad esempio, risponderà agli stimoli che cadono 3 gradi a sinistra della fovea qualora gli occhi siano spostati di 2 gradi a destra rispetto al capo; il suo campo recettivo, in coordinate craniocentriche, è di 1 grado a sinistra rispetto l'asse verticale del capo: 3 + 2 = -1.

-2 -1 0 1 2

-2 -1 0 1 2 -2 -1 0 1 2 -2 -1 0 1 2 -2 -1 0 1 2 -2 -1 0 1 2

-4 -3 -2 -1 0 -3 -2 -1 0 1 -2 -1 0 1 2 -1 0 1 2 3 0 1 2 3 4

Pos. occhi/capo m l m m m

Pos. stimolo/retina m m m m l m m m m l m m m m l m m m m l m m m m l

Neuroni area 7a m m m m m m m m m l m m m m m m m m m m m m m m m

-4 m m

-3 m m m

-2 m m m m

-1 m m m m m

0 m m m m m m

1 l l m m m

2 m m m m

3 m m m

4 m m

é éPos. Stimolo/capo

Nella tabella viene presentato un trasduttore di coordinate con le seguenti caratteristiche:

· vi sono 5 posizioni retiniche (-2 … +2);

· gli occhi possono assumere 5 diverse posizioni (-2 … +2);

· la rappresentazione centrata sul capo può codificare fino a 9 locazioni diverse:

-2 + -2 = -4 … 2 + 2 = 4;

In questo momento le informazioni codificate sono le seguenti:

· la posizione degli occhi è spostata di 1 grado verso sinistra (-1, riga pos. occhi/capo, pallino pieno in seconda colonna);

· lo stimolo cade all'estrema destra della retina, nel campo recettivo del neurone +2 (riga pos. stimolo/retina, colonne 5, 10, 15, 20, 25);

· in queste condizioni viene attivato il neurone quasi-visivo con coordinate (-1, +2) (riga neuroni area 7a, colonna 10);

· questo neurone proietta verso l'unità della mappa craniocentrica il cui campo recettivo cade 1 grado a destra rispetto al capo (pallino pieno della colonna pos. stimolo/capo nella nona riga);