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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

UNITA' DI RICERCA

italiano - english
Bibliografia
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Programma di ricerca

Integrazione delle informazioni nel sistema visivo: modelli computazionali dei processi sensoriali e decisionali
Università di riferimento
Università degli Studi di PADOVA - PSICOLOGIA GENERALE - PADOVA(PD)
Responsabile dell'Unità di ricerca
Gianluca CAMPANA
Descrizione
Nella recente letteratura e' ancora aperto il dibattito su come l'attenzione influenzi i processi cognitivi elementari in visione. Le ipotesi relative al ruolo dell'attenzione sulla modulazione dell'integrazione delle informazioni visive comprendono: un miglioramento del rapporto segnale-rumore (tuning dei neuroni: Dosher & Lu, 2000), un aumento del segnale attraverso il miglioramento della rappresentazione percettiva dello stimolo (Yeshurun & Carrasco, 1998), una modulazione delle interazioni a breve e a lungo raggio (inibitorie ed eccitatorie) tra canali (Ito, Westheimer & Gilbert, 1998; Freeman, Sagi & Driver, 2001). Usando stimoli definiti da tessiture (elementi microstrutturali ripetuti di un'immagine aventi relazioni spaziali costanti), si vuole indagare da una parte il ruolo dell'attenzione nella modulazione dell'integrazione delle informazioni nella percezione globale di parti di tessitura che si segmentano da altre (discriminazione di aree diverse di una superficie di tessitura i cui elementi differiscono per una qualche caratteristica semplice come l'orientamento), e dall'altra il ruolo dell'attenzione nella modulazione dell'integrazione delle informazioni nella percezione di singoli elementi immersi in una tessitura. Affinche' le due situazioni siano confrontabili, gli stimoli dovrebbero essere identici nelle due condizioni, e costituiti da una matrice di elementi di tessitura aventi tutti lo stesso orientamento e frequenza spaziale eccetto una tripletta di elementi aventi orientamento differente rispetto agli altri e che potranno segmentarsi dallo sfondo come una barra di tessitura. La tripletta di elementi "diversi" potra' avere orientamento locale (dei singoli elementi) collineare all'orientamento globale della barra, oppure ortogonale. In due esperimenti diversi si chiedera' ai soggetti sperimentali di discriminare l'orientamnto globale della barra, oppure di discriminare l'orientamento locale dell'elemento centrale della tripletta. E' importante che, in tutti i casi, il contrasto di orientamento (locale) tra gli elementi della barra e gli elementi dello sfondo sia costante. Mentre nel primo caso l'integrazione delle informazioni (raggruppamento) di elementi vicini e' indispensabile per la segmentazione tissurale, nel secondo caso l'integrazione delle informazioni tra elementi non sarebbe affatto necessaria per segmentare il singolo elemento dalla matrice di tessitura: il contrasto di orientamento dovrebbe essere sufficiente. Tuttavia sappiamo dalla recente letteratura (Polat & Sagi, 1993; Ito & Gilbert, 1999; Gilbert et al., 2000; Freeman et al., 2001) che elementi circostanti un target possono modulare la risposta (percettiva, neurofisiologica ed elettrofisiologica) a quello stesso target. La domanda che ci poniamo e' infatti se i due tipi di integrazione siano sottesi o meno dagli stessi meccanismi, ovvero se siano allo stesso modo sensibili alla manipolazione fattori attentivi, configurazionali e di eccentricita'.
Intendiamo infatti verificare se, come per l'apprendimento percettivo (tessiture: Casco, Campana, Grieco & Fuggetta, 2004; ricerca visiva: Ahissar & Hochstein, 2000), l'attenzione possa modulare la risposta di quei canali (selettivi per orientamento e frequenza spaziale) che sono rilevanti per il compito richiesto, oppure se l'attenzione semplicemente incrementi la risoluzione spaziale dello stimolo avendo effetti facilitatori o inibitori che possono dipendere da compito, eccentricita' e fattori configurazionali (Yeshurun & Carrasco, 1998).
In particolare, vogliamo verificare:
a) se la risposta a stimoli tissurali o a singoli target immersi in una tessitura varia a seconda che lo stimolo sia presentato in fovea o in periferia;
b) se esiste una interazione tra eccentricita' dello stimolo, tipo di compito (gruppo di elementi di tessitura vs. singolo target) e fattori configurazionali (elementi flankers o di tessitura collineari o ortogonali);
c) se l'effetto dell'attenzione sui fattori configurazionali (elementi collineari vs. non collineari) sia dipendente dall'eccentricita' (Yeshurun & Carrasco, 1998, 2000) nei due tipi di compito (tessitura globale vs. orientamento locale del target);
Si intendono misurare gli indici comportamentali (accuratezza) ed elettrofisiologici (VEP) correlati alla presentazione di una gruppo di elementi di tessitura (barra) costituita da una tripletta di elementi gabor che possono essere collineari o ortogonali all'orientamento della barra. L'utilizzo di elementi gabor (reticoli sinusoidali convoluti in una gaussiana) sono particolarmente efficaci perche' riproducono (e presumibilmente stimolano) in maniere piu' fedele di altri stimoli la risposta delle cellule semplici con antagonismo centro-periferia della corteccia visiva striata. L'utilizzo delle gabor permette di stimolare selettivamente popolazioni di neuroni con aventi campo recettivo con uno specifico orientamento e frequenza spaziale.
Lo stimolo sara' costituito da una matrice di gabor 9x9 aventi tutti la stessa frequenza spaziale. Tutte le gabor avranno orientamento obliquo (45 gradi), tranne le gabor della tripletta che potranno avere orientamento orizzontale o verticale. Le gabor della tripletta saranno disposte in modo da avere orientamento collineare oppure ortogonale all'orientamento della barra formata dalla tripletta. Gli stimoli verranno presentati per tempi molto brevi (100 ms) e mascherati da una matrice di gabor aventi orientamento casuale.
Negli esperimenti verranno misurati indici comportamentali (accuratezza) ed elettrofisiologici (VEP). I soggetti sperimentali eseguiranno un compito di discriminazione di orientamento della barra di tessitura durante la concomitante esecuzione di un compito di RSVP (rapid series visual presentation). Questo tipo di paradigma permettera' di manipolare in modo parametrico la quantita' di risorse attentive allocate all'esecuzione del compito di orientamento della barra. Si tratta essenzialmente di un dual task in cui il compito primario (RSVP) consiste nella presentazione di lettere o numeri che si alternano velocemente (circa 100 ms di tempo di esposizione, senza intervallo) nella stessa posizione spaziale. I numeri o le lettere hanno tutti lo stesso colore tranne uno, il target. Il compito primario consiste nella discriminazione del target. Subito dopo il compito di RSVP verra' presentato il compito secondario di discriminazione di orientamento globale (della barra di tessitura) o locale. E' noto (Raymond, Shapiro, and Arnell, 1992) che quanto piu' il target del compito primario (RSVP) si trova temporalmente verso la fine della serie ovvero temporalmente vicino alla presentazione dello stimolo del compito secondario, tanto piu' diminuira' l'attenzione disponibile per svolgere il compito secondario. Tale fenomeno e' stato chiamato "attentional blink".
La barra di tessitura verra' presentata, in diversi esperimenti, in posizione foveale oppure in posizione piu' eccentrica (5 gradi di eccentricita').
L'importante quesito che ci poniamo in questo studio riguarda il ruolo delle interazioni laterali in compiti che richiedono il raggruppamento di singoli elementi (segmentazione tissurale) ed in compiti che non richiedono il raggruppamento (giudizio di singoli target), ma in cui elementi flankers possono comunque influenzare la discriminazione del singolo target dipendentemente dai fattori contestuali (collinearita'); nonche' l'effetto dell'attenzione sui fattori contestuali nei due casi (tessiture e singoli target). Non sembrano infatti presenti in letteratura lavori che confrontino l'effetto dell'attenzione dulla segmentazione tissurale globale (segregazione e aggregazione) con gli effetti dell'attenzione sulla discriminazione di contrasto di orientamento di un singolo elemento, e che abbiano indagato l'effetto dei flankers in queste due condizioni utilizzando stimoli identici percio' confrontabili. Inoltre, mentre la maggior parte della letteratura si e' focalizzata sugli effetti di un incremento dell'attenzione focale attraverso paradigmi di cueing, riteniamo che si possano ottenere informazioni molto rilevanti sul ruolo delle connessioni laterali tra detettori quando l'attenzione viene gradualmente distolta dal compito di discriminazione di orientamento attraverso l'utilizzo deel paradigma RSVP.
Gli esperimenti prevederanno un paradigma di dual task comprendente un compito primario di RVSP ed un compito secondario di discriminazione di orientamento della barra di tessitura (o dell'elemento centrale nella barra di tessitura). La barra di tessitura potra' essere presentata in posizione foveale oppure piu' periferica, a 5 gradi di eccentricita'. Verranno quindi confrontati i dati comportamentali ed elettrofisiologici (in particolare le componenti N2 ed N3 associate alla segmentazione tissurale) per la condizione collineare ed ortogonale, separatamente per i diversi livelli di attentional blink provocati dal paradigma RSVP e separatamente per la presentazione foveale ed eccentrica. Ci si aspettano differenze di prestazione nei diversi livelli di attenzione, specialmente nella differenza tra configurazione parallela ed ortogonale (interazione attenzione per configurazione), ad indicare che l'influenza dell'attenzione sull'integrazione di caratteristiche dipende da fattori contestuali quali la collinearita'. Tale differenza pero' potrebbe essere diversa per le i due compiti di discriminazione di orientamento locale e globale dipendentemente dall'eccentricita' dello stimolo. Tali differenze, se esistono, potrebbero rivelarsi anche nei correlati elettrofisiologici (VEP) registrati in posizione occipitale. Le differenze nei VEP inoltre potrebbero riguardare non solo le latenze, ma anche le componenti: ci aspettiamo una differenza tra livelli di attenzione e ampiezza dei VEP in componenti intorno ai 160 e 200 ms nel compito di discriminazione di orientamento globale (come trovato da Caputo & Casco, 1999), mentre ci aspettiamo differenze in componenti piu' precoci nel compito di discriminazione di orientamento locale (il contrasto di orientamento e' ritenuto essere un processo piu' precoce e le influenze contestuali di collinearita' potrebbero agire molto prima in questa condizione che non nella condizione di segmentazione tissurale che prevede un effettivo raggruppamento degli elementi).