Il contrasto ha un impatto sul riflesso optocinetico, che ci permette di percepire chiaramente il paesaggio da un treno in movimento. I ricercatori della LMU hanno ora dimostrato che le caratteristiche visive che modulano questa capacità sono codificate nella retina.

Quando guardiamo fuori dal finestrino di un treno in movimento, i nostri muscoli oculari sono costantemente al lavoro, stabilizzare lo sguardo per mantenere a fuoco il paesaggio di passaggio. Questo cosiddetto riflesso optocinetico ci permette di misurare la velocità relativa della scena che passa, e quindi ci aiuta a stabilizzare le immagini che cambiano rapidamente sulla retina, altrimenti percepiremmo ciò che ci passa oltre il finestrino del carrello come una sfocatura diffusa. I ricercatori guidati dal neurobiologo della LMU, il professor Hans Straka, hanno ora dimostrato sperimentalmente che le caratteristiche dell'immagine visiva dell'ambiente svolgono un ruolo importante nell'analisi e nella valutazione del movimento relativo. In particolare, scoprono che i livelli di contrasto determinano l'efficienza con cui la sfilata che passa viene percepita da un osservatore in movimento. I risultati del nuovo studio appaiono nel Giornale di Biologia Sperimentale .

Tutti i vertebrati mostrano riflessi optocinetici, responsabili della messa a punto dei movimenti involontari dei muscoli oculari, che a loro volta ci permettono di stabilizzare fedelmente gli oggetti quando ci muoviamo. Il funzionamento di questo sistema optocinetico dipende dalla rapida elaborazione delle informazioni visive, e sulla capacità di stimare realisticamente la velocità relativa degli oggetti nella scena di passaggio, con livelli di illuminazione molto variabili. Per indagare su come i parametri visivi come i modelli di immagine, condizioni di luce e contrasti di luminosità modificano questa capacità, Straka e i suoi colleghi si sono rivolti alla rana artigliata africana Xenopus laevis, un sistema modello popolare nel campo della neurobiologia, e ha utilizzato una videocamera ad alta risoluzione per seguire i movimenti degli occhi nei girini. Hanno rivelato che, di fronte a un ampio schema di punti che si muovevano avanti e indietro, gli occhi del girino eseguivano movimenti di ampiezza maggiore quando lo schema consisteva in puntini bianchi su sfondo nero rispetto a quando lo "schema di colori" era invertito. In altre parole, la polarità del contrasto ha avuto una marcata influenza sull'efficienza della percezione dello schema in movimento. La struttura del modello stesso, d'altra parte, era irrilevante in questo contesto.

"Abbiamo quindi misurato l'attività del nervo ottico, che trasmette il segnale visivo dalla retina ai centri visivi nel cervello, "Dice Straka. "I risultati hanno rivelato che la differenza nell'efficienza della percezione del movimento è codificata a livello della retina:i punti bianchi su sfondo nero generano frequenze di impulsi nervosi di ampiezza maggiore rispetto ai punti neri su sfondo bianco". , il cervello non è coinvolto in questa distinzione. Raccoglie semplicemente i modelli di impulso dalla retina e li trasmette ai nervi che controllano i muscoli oculari.

"Ciò implica che la qualità del movimento ambientale caratterizzato da strutture luminose su uno sfondo più scuro - e quindi la capacità di tracciare oggetti di interesse - è maggiore di quanto non sia nella situazione opposta, dove le strutture scure sono viste in un ambiente luminoso, " come spiega Straka. "Siamo rimasti molto sorpresi di scoprire questa differenza. Potrebbe essere un riflesso del fatto che i girini trascorrono la loro vita in un mezzo relativamente torbido, e nutrirsi di oggetti che sono più luminosi dell'acqua del laghetto. Potrebbe quindi essere un adattamento al loro stile di vita".

rane mature, d'altra parte, tendono a nuotare più vicino alla superficie e a procurarsi il cibo in corrispondenza o sopra di essa. Quindi, il team della LMU ora crede che uno schema di punti neri su uno sfondo bianco possa evocare movimenti oculari più ampi nello Xenopus adulto. Ora sono impegnati a testare se l'efficienza relativa del riconoscimento del modello – mediata dalla connettività dei fotorecettori nella retina – è invertita durante la metamorfosi quando il girino si trasforma nella rana matura.

"Se la rana adulta è infatti meglio attrezzata per percepire motivi scuri su uno sfondo luminoso, ciò dimostrerebbe che le efficienze relative delle diverse modalità di riconoscimento dei modelli sono definite dal modo di vita dell'animale, " conclude Straka.