Illusioni ottiche, il cervello svela i suoi segreti: scoperti i neuroni che ingannano la vista

Il cervello umano è una delle strutture più complesse della natura: 86 miliardi di neuroni, ognuno con circa 10mila sinapsi, interconnessi in una rete che regola percezioni e pensieri. Comprendere il funzionamento di queste interazioni è da sempre una delle sfide più ambiziose della scienza. Un gruppo di ricercatori ha deciso di affrontarla esplorando uno dei fenomeni più enigmatici: come nasce un’illusione ottica.

Secondo lo studio pubblicato su Nature Neuroscience, gli scienziati dell’University of California, Berkeley, in collaborazione con l’Allen Institute, hanno identificato un circuito neurale chiave e un particolare tipo di cellula coinvolta nella percezione di contorni che in realtà non esistono. Attraverso l’uso di laser, il team ha scoperto il ruolo fondamentale di un gruppo di neuroni denominati IC-encoder.

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Questi neuroni hanno la capacità di indurre il cervello a “vedere” forme inesistenti, in un processo chiamato completamento di schemi ricorrenti. “Pensiamo che gli IC-encoder abbiano una connettività specializzata che permette loro di ricreare schemi visivi in maniera particolarmente efficace”, spiega Hyeyoung Shin, oggi all’Università di Seul. Le informazioni partono dalle aree visive superiori, dove l’illusione prende forma, e vengono poi inviate alla corteccia visiva primaria, dove gli IC-encoder trasformano l’istruzione in percezione.

Un esempio classico è quello dei quattro “Pac-Man” neri disposti ai bordi di un quadrato immaginario. Anche se lo stimolo visivo mostra solo cerchi incompleti, il cervello “decide” di vedere un quadrato bianco al centro, ordinando alla corteccia visiva di ricostruirlo. È come un manager che assegna un compito a un dipendente: l’istruzione non corrisponde a ciò che c’è davvero, ma diventa comunque realtà nella percezione.

Per verificare il fenomeno, i ricercatori hanno mostrato immagini illusorie a cavie e registrato l’attività elettrica cerebrale. Quando hanno stimolato direttamente gli IC-encoder con fasci di luce, senza immagini illusorie, il cervello ha riprodotto gli stessi schemi di attività che si osservano con le illusioni visive reali. In pratica, i neuroni hanno emulato la percezione di un oggetto inesistente.

I risultati aprono nuove prospettive anche in campo medico. “In alcune patologie come la schizofrenia compaiono rappresentazioni visive anomale. Capire quali cellule e quali circuiti le generano può essere fondamentale per sviluppare terapie”, spiega Jerome Lecoq dell’Allen Institute.

Parte degli esperimenti è stata resa possibile grazie al programma OpenScope, che consente a gruppi di ricerca esterni di utilizzare le tecnologie avanzate dell’istituto. Con sei sonde posizionate in diverse aree cerebrali, i ricercatori hanno potuto osservare i circuiti di feedback in azione con una risoluzione al millisecondo.

Lo studio propone una visione diversa del processo percettivo: la nostra vista non è un semplice meccanismo passivo, simile a una macchina fotografica che registra ciò che appare davanti agli occhi, ma un sistema attivo che interpreta e costruisce la realtà. La percezione visiva somiglia più a un monitor che elabora e mostra immagini attraverso calcoli complessi e interpretazioni basate su esperienze pregresse, rivelando così quanto la realtà che percepiamo sia in parte un’elaborazione del nostro cervello.