Area MT, LP e flusso di informazione

L’area MT e la sua posizione nel sistema visivo

L’area medio-temporale (MT), nei primati spesso indicata anche come V5, e’ una regione corticale extrastriata specializzata nell’elaborazione del movimento. Riceve l’informazione organizzata in maniera retinotopica, cioe’ mantenendo una mappa ordinata della superficie retinica, da un certo numero di aree corticali visive. Una parte sostanziale del suo ingresso proviene dalle cellule della lamina IVB della corteccia striata (V1), che funge da snodo di smistamento per i segnali destinati alle aree superiori.

Questa organizzazione retinotopica e’ importante: significa che punti vicini sul campo visivo vengono elaborati da neuroni vicini in MT. Cosi’ l’area puo’ analizzare il movimento mantenendo l’informazione su dove, nello spazio visivo, quel movimento sta accadendo. La posizione di MT, a valle di V1 ma a monte delle aree parietali, la colloca in un punto strategico del percorso che porta dall’immagine retinica al controllo dell’azione.

Il canale magnocellulare: il binario del movimento

La lamina corticale IVB fa parte del canale magnocellulare, una delle grandi vie attraverso cui l’informazione visiva risale dalla retina alla corteccia. Questo canale e’ caratterizzato da cellule con campi recettivi piuttosto grandi, risposte transienti alla luce e una marcata selettivita’ alla direzione del movimento dello stimolo.

I tre tratti non sono casuali, ma si combinano in una specializzazione coerente. I campi recettivi grandi permettono di campionare ampie porzioni del campo visivo. Le risposte transienti, cioe’ rapide e di breve durata, rendono il canale sensibile ai cambiamenti piu’ che agli stimoli stazionari: una cellula transiente reagisce quando qualcosa appare, scompare o si sposta, non quando rimane fermo. La selettivita’ alla direzione, infine, fa si’ che ciascun neurone preferisca il movimento orientato in un certo verso. Insieme, queste proprieta’ fanno del canale magnocellulare il substrato ideale per cogliere il movimento, a scapito del dettaglio fine dei colori e delle forme, che competono invece al canale parvocellulare.

I neuroni di MT e la selettivita’ al movimento

Le cellule dell’area MT sono quasi tutte selettive alla ricezione del movimento. I neuroni che ne fanno parte rispondono a diversi tipi di movimento che non costituiscono stimoli adatti per altre aree: per esempio reagiscono al movimento veloce di un puntino di luce, uno stimolo che lascerebbe pressoche’ indifferenti i neuroni specializzati nel colore o nella forma statica.

I neuroni di MT possiedono grandi campi recettivi che rispondono al movimento dello stimolo compreso in una ristretta gamma di direzioni. In altre parole, ogni neurone ha una direzione preferita: si attiva con vigore quando lo stimolo si muove nel verso a cui e’ sintonizzato e tace o risponde debolmente quando il movimento procede in direzione opposta. La popolazione complessiva dei neuroni di MT, con le sue diverse direzioni preferite, copre tutte le possibili direzioni del movimento, fornendo al cervello una rappresentazione distribuita e completa di come gli oggetti si spostano nel campo visivo.

Perche’ si parla di area specializzata

Proprio perche’ la grande maggioranza dei suoi neuroni e’ sintonizzata sul movimento, sembra che l’area MT sia specializzata per l’analisi del movimento. Non e’ una semplice tappa di passaggio, ma una regione dedicata a estrarre una specifica dimensione dell’esperienza visiva. Questa specializzazione funzionale e’ uno dei principi organizzativi della corteccia visiva: aree diverse si occupano di aspetti diversi della scena, e il movimento e’ il dominio di MT.

Le evidenze dalle lesioni

A conferma dell’ipotesi che MT sia dedicata al movimento, le lesioni di tale area distruggono l’abilita’ delle scimmie di distinguere la direzione in cui si muove lo stimolo visivo. Si tratta di un dato significativo dal punto di vista logico: se danneggiando una regione si perde selettivamente una capacita’ percettiva, mentre altre restano intatte, e’ ragionevole concludere che quella regione contribuisce in modo specifico a quella capacita’.

Negli studi sperimentali condotti sui primati, animali con MT lesionata mostrano difficolta’ particolari nei compiti che richiedono di giudicare la direzione di un movimento, pur conservando altre funzioni visive. Questo tipo di dissociazione, tra cio’ che si perde e cio’ che si conserva, e’ il modo in cui la neuroscienza ricostruisce la mappa delle funzioni corticali: il deficit selettivo indica una specializzazione altrettanto selettiva.

Oltre MT: il flusso nel lobo parietale

Al di la’ della MT, nel flusso del lobo parietale (LP), esistono altre aree corticali implicate nel processo di regolazione della direzione dei movimenti oculari. Il segnale relativo al movimento, una volta estratto, non resta confinato in MT: prosegue verso regioni che lo traducono in comportamento, ad esempio nel controllo degli inseguimenti visivi con cui gli occhi tengono agganciato un bersaglio in spostamento.

Questo percorso fa parte di quella che viene comunemente chiamata via dorsale, il flusso che dalla corteccia visiva risale verso il lobo parietale ed e’ associato alla localizzazione spaziale e alla guida dell’azione. In questa prospettiva, l’analisi del movimento operata da MT non e’ fine a se stessa, ma alimenta un sistema piu’ ampio che collega il vedere al muoversi.

Perche’ il cervello investe tanto nel movimento

E’ probabile che una delle ragioni per cui il cervello spende tanta energia nell’analizzare il movimento consista nel fatto che il compito di seguire il movimento degli oggetti e muoversi verso di essi, quando e’ necessario, e’ fondamentale per gli esseri umani come per altri animali. Individuare un predatore che si avvicina, intercettare una preda, afferrare un oggetto che cade: tutte queste azioni dipendono da una stima rapida e affidabile della direzione e della velocita’ del movimento. Una funzione cosi’ decisiva per la sopravvivenza giustifica le risorse neurali dedicate a un canale e a un’area specializzati.

Domande frequenti

Che cos’e’ l’area MT del cervello?

L’area MT, o medio-temporale (chiamata anche V5 nei primati), e’ una regione della corteccia visiva extrastriata specializzata nell’analisi del movimento. Riceve informazioni in forma retinotopica da diverse aree visive e dalla lamina IVB della corteccia striata, e la quasi totalita’ dei suoi neuroni e’ selettiva al movimento e alla sua direzione.

Qual e’ la differenza tra canale magnocellulare e parvocellulare?

Il canale magnocellulare, da cui MT riceve buona parte del suo ingresso, e’ caratterizzato da campi recettivi grandi, risposte transienti e selettivita’ alla direzione: e’ ottimizzato per il movimento e per i cambiamenti rapidi. Il canale parvocellulare, al contrario, e’ associato all’elaborazione del dettaglio fine, della forma e del colore. I due flussi si dividono il lavoro su aspetti diversi della scena visiva.

Cosa succede se l’area MT viene danneggiata?

Negli studi sperimentali sui primati, le lesioni dell’area MT distruggono in modo selettivo la capacita’ di distinguere la direzione del movimento di uno stimolo visivo, mentre altre funzioni visive restano relativamente preservate. Questa dissociazione e’ una delle prove principali del ruolo specializzato di MT nell’analisi del movimento.

Che cos’e’ il flusso del lobo parietale e a cosa serve?

Il flusso che attraversa il lobo parietale (LP) e’ parte della cosiddetta via dorsale, associata alla localizzazione spaziale e alla guida dell’azione. Riceve l’informazione sul movimento elaborata a monte e contribuisce a regolare i movimenti oculari e, piu’ in generale, a coordinare la percezione del movimento con il comportamento, ad esempio per seguire un oggetto in spostamento.