Gli stimoli sensoriali

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Gli stimoli sensoriali

• A cura di Eleonora Bilotta

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Gli stimoli visivi

• I nostri occhi sono sensibili ad una ristretta
  gamma denergia elettromagnetica, di lunghezza
  donda compresa tra i 400 e i 760 nm.
• Questintervallo è noto come spettro visibile o,
  più semplicemente, come luce.
• Le differenti sorgenti di luce, che si trovano
  nellambiente, differiscono per chiarezza e
  bianchezza, in funzione della quantità denergia
  proveniente dalle diverse parti dello spettro. In
  più, la maggior parte della nostra esperienza
  visiva riguarda configurazioni luminose
  complesse in altre parole noi vediamo
  configurazioni spaziali definite dalle variazioni
  della luce nel campo visivo e configurazioni
  temporali definite dalle variazioni della luce
  nel tempo. La nostra capacità dinterpretare
  questi due tipi di configurazioni ha dei limiti.

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Test di Snellen

• Il test di Snellen, che misura la capacità di
  leggere righe di lettere progressivamente più
  piccole, (che è usato negli ambulatori medici)
  determina lacuità visiva, ossia la capacità di
  discernere dettagli sempre più fini delle
  configurazioni spaziali della luce. La capacità
  di discernere rapide variazioni della luce nel
  tempo è anchessa limitata. La visione combinata
  di entrambi gli occhi, il campo visivo, comprende
  più di 200 gradi (dei 360 della circonferenza del
  cerchio che in modo figurato e immaginario
  circonda losservatore). La grandezza di un
  oggetto che appare nel campo visivo dipende sia
  dalle sue dimensioni fisiche, sia dalla distanza
  rispetto allosservatore. E utile riferire la
  grandezza di un oggetto allampiezza del campo
  visivo che esso occupa, in altre parole quanti
  gradi della circonferenza del cerchio immaginario
  sono occupati. In questo caso la grandezza
  dalloggetto è espressa in gradi dangolo visivo.

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I reticoli

• Lo stimolo visivo è una variazione periodica
  regolare della chiarezza nello spazio. La
  successione di tali variazioni dà origine ad un
  reticolo ad onda sinusoidale. Ogni reticolo è
  definito da due parametri fisici la frequenza
  spaziale e il contrasto. La frequenza spaziale è
  data dal numero di cicli per unità dangolo
  fisico, e il contrasto è definito dalla
  differenza di chiarezza tra la banda più luminosa
  del ciclo e quella più scura. Inoltre, è
  necessario considerare altri concetti quali il
  confine fra le variazioni di chiarezza
  discernibili da un occhio umano e quelle non
  visibili. Si tratta di un reticolo la cui
  frequenza aumenta secondo alcuni andamenti
  dellenergia luminosa che si possono disporre
  spazialmente in modo diverso.

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Anatomia 1
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Le vie visive

• Linformazione proveniente dagli occhi viene è
  trasmessa al cervello mediante le vie visive,
  dalla retina alla corteccia. I segnali
  provenienti dalle metà retiniche dellocchio
  sinistro, che corrispondono allemicampo visivo
  destro, sono trasmessi allemisfero sinistro,
  mentre i segnali provenienti dalle metà retiniche
  dellocchio destro, che corrispondono
  allemicampo visivo sinistro, arrivano
  allemisfero destro.

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Chiasma ottico

• I due nervi ottici sincrociano in un punto noto
  come chiasma ottico, e le fibre della metà nasale
  di ciascun nervo confluiscono, nel corpo
  genicolato laterale, con le fibre della metà
  temporale dellaltro nervo. Nel corpo genicolato
  laterale i neuroni si uniscono a nuovi fasci di
  nervi che trasportano linformazione alla
  corteccia striata.

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La visione dei colori

• Per descrivere le nostre sensazioni sui colori i
  ricercatori impiegano tre dimensioni la
  chiarezza, la tonalità, la saturazione. La
  chiarezza è la proprietà delle superfici
  percepite come più o meno illuminate. Con
  laumento dellenergia, lo stimolo appare più
  luminoso. La tonalità (o colore) è la
  caratteristica principale per la quale un colore
  è chiamato con un dato nome. Le tonalità
  distinguibili da un occhio umano sono circa 250.

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Spettro dei colori
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Attività neuronale nel processo percettivo
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Impianti sperimentali per studiare la percezione
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La visione dei colori nelluomo

• Man mano che la lunghezza donda si sposta lungo
  lo spettro visivo (da 400 a 760 nm), locchio
  umano vede tonalità differenti (dal violetto al
  rosso). La saturazione (o purezza di colore) è il
  grado di pienezza con cui una tonalità è presente
  in una determinata impressione cromatica. I vari
  gradi di chiarezza e di saturazione possono
  essere combinati per produrre più di 350.000
  differenti sensazioni di colore.

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Cellule della retina
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Alcune proteine della retina
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Mappa cerebrale e cellule corteccia visiva
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Struttura retina e visione binoculare
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Percezione visiva
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Caratteristiche del colore

• Ad ogni tonalità corrisponde una lunghezza donda
  (vale a dire una data frequenza della
  radiazione). La chiarezza dipende dallampiezza
  dellonda (in pratica dallintensità dellenergia
  luminosa). La saturazione è determinata dalla
  composizione spettrale (in altre parole dalla
  maggiore o minore purezza della radiazione).

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Teorie sulla visione dei colori

• Già Newton aveva scoperto che è possibile creare
  tutti i colori mescolando luci verdi, blu e
  rosse. Lo scienziato inglese Young, nel 1802,
  formulò lipotesi che, per vedere i colori, siano
  sufficienti tre tipi di recettori uno sensibile
  al blu, uno al verde e uno al rosso.
  Questipotesi, confermata in seguito da Helmholtz
  è nota attualmente come teoria di Young-Helmoltz
  (o teoria tricromatica).

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Esperimenti
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Ancora sulle teorie

• Secondo tale teoria, ogni tipo di recettore
  reagisce tanto più intensamente quanto maggiore è
  la presenza, nello stimolo visivo, del colore
  corrispondente. Nel momento in cui lo stimolo
  visivo contiene molta luce blu, i recettori per
  il blu risponderanno in modo predominante se lo
  stimolo presenta soprattutto luce rossa o verde a
  reagire saranno i recettori per il rosso e per il
  verde. Realizzando una condizione stimolante che
  contiene energia proveniente da tutte le regioni
  dello spettro, tutti e tre i tipi di recettori si
  attiveranno con forza, e la sensazione di bianco
  sarà quella predominante. Stimolando infine solo
  i recettori per il verde e per il rosso, la
  sensazione è quella di giallo.

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Il gusto

• La sensazione gustativa è causata da sostanze
  chimiche che toccano la superficie della lingua
  e, in qualche modo, il palato molle, la faringe e
  la laringe. Quattro sono le qualità sensoriali
  principali il dolce, lacido, il salato e
  lamaro.
• Un ricercatore, di nome Békésy (1966), ha
  applicato varie sostanze a zone molto piccole
  della lingua e ha scoperto che ogni area
  corrispondeva specificatamente ad una delle
  quattro proprietà gustative.

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Papille gustative
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La stimolazione gustativa

• Nellatto di mangiare, le sostanze si diffondono
  su tutta la superficie della lingua. Per cui noi
  percepiamo questi gusti di base in combinazioni
  che possono sembrare piuttosto diverse dalle
  quattro categorie fondamentali.
• Le papille gustative contengono i recettori per
  il gusto. Tali strutture sono circa 9.000 e sono
  situate per lo più sulla punta, sui lati e sulla
  parte posteriore della lingua.

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Le papille gustative

• Ogni papilla contiene circa una dozzina di
  singole cellule gustative raggruppate insieme. I
  liquidi o le sostanze disciolte nella saliva,
  attivano le singole cellule gustative e suscitano
  degli impulsi nei neuroni connessi a ciascuna
  papilla. Registrando lattività elettrica dogni
  singola cellula, è possibile determinare a quale
  dei quattro gusti fondamentali essa risponda più
  intensamente. LE cellule della punta della lingua
  sono più sensibili al dolce e al salato, quelle
  poste ai lati allacido, e quelle poste nella
  parte posteriore allamaro. Queste cellule si
  rinnovano continuamente ogni sette giorni.

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Lolfatto

• Gli stimoli di base del senso alfattivo sono
  molecole trasportate dallaria che entrano nella
  nostra cavità nasale. Per produrre una sensazione
  odorosa, queste molecole devono essere solubili
  nellacqua o nel grasso che si trova nei condotti
  nasali.
• I recettori odorosi sono situati nellepitelio
  olfattivo, un tessuto che si estende in
  profondità allinterno delle due cavità nasali.

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Recettori degli odori
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Anatomia del naso
29
Come gli odori arrivano al cervello
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Epitelio olfattivo
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Le cellule recettrici

• Le cellule recettrici sono poste dentro e sotto
  lepitelio esse proiettano le loro estremità
  (bastoncelli) insieme a piccole ciglia simili a
  peli rigidi, nello strato di muco che ricopre
  lepitelio. E la reazione dei bastoncelli e
  delle ciglia alle molecole solubili intrappolate
  nel muco che suscita limpulso nervoso.
• La codifica dellinformazione odorosa non è però
  ancora compresa a fondo, in quanto esiste una
  difficoltà oggettiva nel raggiungere le cellule
  recettrici dellepitelio e registrarne
  elettricamente lattività.

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Esperimenti sullolfatto

• Inoltre, è difficile controllare la presentazione
  degli stimoli (molecole solubili trasportate
  dallaria), benché siano state impiegate anche
  tecniche molto elaborate. Altri fattori rendono
  problematica la sperimentazione per questa
  modalità sensoriale, fra i quali vi sono sia il
  movimento meccanico prodotto dallaria passando
  per le cavità nasali (che è molto complicato),
  sia la congestione delle cavità nasali, che
  ostacola il raggiungimento dei bastoncelli
  olfattivi da parte delle molecole solubili.

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La sensibilità cutanea

• Diversi stimoli fisici provocano sensazioni sulla
  cute la pressione, il caldo o il freddo, il
  dolore. E possibile fare una mappa della
  sensibilità cutanea, disegnando sulla pelle una
  piccola griglia e poi applicando ciascun tipo di
  stimolo ad ogni quadrato della pelle. La
  sensibilità dei recettori cutanei varia
  considerevolmente da una regione allaltra del
  corpo.

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Sensazioni tattili e corteccia
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Cellule recettrici del tatto
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I recettori cutanei

• I recettori cutanei presentano diversi tipi di
  terminazioni alcuni sono collegati alla base dei
  follicoli piliferi, altri hanno una terminazione
  ricoperta da una capsula, altri hanno
  terminazioni libere. Tale tipo di sensibilità è
  di natura puntuale si possono rilevare punti
  della cute sensibili esclusivamente alla
  pressione, al caldo, al freddo o al dolore. Tali
  punti sono diffusi su tutta la superficie
  cutanea.

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La sensibilità al dolore

• Tutto il corpo è progettato per sentire il
  dolore. Per cui, le cellule recettrici di tale
  stimolazione sono diffuse dappertutto sul nostro
  corpo.
• La mancanza di tali recettori può portare alla
  morte.

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La sensibilità cinestetica

• E la particolare sensazione che sperimentiamo
  quando ci spostiamo nello spazio.