Inseguire il movimento - Centro Ottico Maffioletti

A cura di
Silvio Maffioletti
A
Z
N
E
CA
&
I
C
S
I
T
T
O
INSEGUIRE
L’
il movimento
attività del sistema oculomotore è rea-
tore, che espleta un’attività frenetica (circa 150.000
lizzata attraverso sei muscoli estrinseci,
movimenti al giorno), accurata e continua (Gouras,
quattro retti (superiore, inferiore, mediale
1988). In soggetti senza anomalie oculomotorie, la
e laterale) e due obliqui (superiore e inferiore), che
fovea assume un valore retinomotorio corrispon-
si contraggono e si rilasciano in modo opportuno e
dente a zero e localizza gli stimoli in una direzio-
coordinato. I movimenti oculari consentono di loca-
ne “diritto avanti” che non induce alcun movimento
Nel sistema oculomotore sei muscoli sono dedicati
agli spostamenti dell’occhio o “saccadi”
(mediamente 150 mila al giorno). La fissazione
richiede al minimo 150 millesecondi.
lizzare la posizione degli oggetti, acquisire informa-
oculare (Airaghi, Altimani, 1997).
zioni sulla natura spaziale della realtà e, per mezzo
LE SACCADI
dell’afferenza sensoriale retinica, discriminare ciò
L’elevata velocità di contrazione dei muscoli estrin-
che è visibile. Le regioni deputate al controllo dei
seci si esprime compiutamente nella saccade, ter-
movimenti oculari costituiscono il sistema oculomo-
mine di derivazione francese che significa “scosso-
942
AREA SCIENTIFICA
ne” e ne qualifica la natura rapida e improvvisa. Il
movimento saccadico si attua molto rapidamente e,
una volta iniziato, non può più essere modificato.
I centri sottocorticali che generano le saccadi sono
nel tronco dell’encefalo e nel collicolo superiore. Il
movimento saccadico viene evocato da uno stimolo
extra-maculare che, attraverso il corpo genicolato
laterale, giunge all’area 17 e successivamente alle
aree 18 e 19 nelle quali viene quantificata la distanza della fovea dallo stimolo stesso.
Tale informazione viene inviata alla corteccia frontale (area 8) dove si attivano vie dirette sia alle strutture mesencefaliche (per i movimenti verticali), sia
al centro della formazione reticolare pontina (per i
movimenti orizzontali).
Figura 1 – Suddivisione anatomo-funzionale della regione maculare. Tratta da Dale, 1988, modificata.
A loro volta i motoneuroni inviano impulsi ad alta
te da un soggettivo schema spazio-temporale e il
frequenza ai muscoli dell’occhio al fine di ottenere
tracciato bidimensionale che gli occhi evidenziano
un’elevata accelerazione, mentre un sistema di sta-
durante l’analisi di una scena è definito con il termi-
bilizzazione entra in gioco al termine della saccade
ne “scanpath”.
per mantenere il bersaglio in corrispondenza all’area
Studi psicologici sull’esplorazione di immagini come
foveale (Maione, Maraini, 1977) (vedi figura 1).
volti umani o rappresentazioni di ambienti hanno
Le saccadi possono avere un’ampiezza compresa
permesso di evidenziare che esistono alcuni ele-
fra 1° e 90° ma solo raramente l’ampiezza di una
menti preferenziali di fissazione, legati a fattori emo-
saccade è superiore a 25°.
tivi e psicologici (figura 2).
Quando è necessaria una saccade più ampia, il si-
Le microsaccadi
stema oculomotore ricorre a un movimento com-
In ogni fissazione sono presenti microsaccadi co-
binato occhi-testa che aumenta l’accuratezza della
stituite da lievi movimenti lenti di deriva (drift), che
saccade stessa (Pregliasco, 2005).
determinano un movimento della fovea sull’imma-
LE FISSAZIONI
gine osservata, e da successivi movimenti rapidi
La fissazione permette l’analisi visiva dell’oggetto
(flick) che riposizionano la fovea sul bersaglio dopo
osservato e la sua durata minima è di 150
un drift elevato. I drift, che presentano un’ampiezza
millisecondi.
modesta e una velocità ridotta, si dirigono in tutte le
L’ esplorazione visiva dello spazio è costituita da
direzioni (Pregliasco, 2005).
una successione di saccadi e di fissazioni la cui
Le microsaccadi provocano una continua fluttuazio-
sequenza non è casuale; le fissazioni sono guida-
ne dello sguardo (ampia circa 0,1°) attorno al punto
fissato, realizzando un lieve ma indispensabile mo-
43
OTTICA & SCIENZA
vimento dell’immagine retinica che previene
l’esaurimento biochimico dei fotorecettori interessati (Cannao, 1999).
GLI INSEGUIMENTI
Il movimento di inseguimento (pursuit) è di
tipo volontario e permette di mantenere in fovea l’immagine di un oggetto in movimento.
E’ realizzabile poiché la corteccia occipitale è
in grado, in condizioni fotopiche, di calcolare
la direzione e la velocità dello spostamento
dell’immagine sulla retina. Il movimento di
inseguimento lento è efficace per velocità
dello stimolo inferiori a 100°/sec (Meyer,
Figura 2 – Gli spostamenti effettuati dagli occhi nel corso dell’analisi di una scena analizzano principalmente i dettagli che
il soggetto, per ragioni emotive o psicologiche, ritiene più significativi. Tratta da Crowder, Wagner, 1998, modificata.
Lasker, Robinson, 1985).
La sua esecuzione non coinvolge solo la corteccia
occipitale e i lobi frontali ma anche una serie di altre
strutture cerebrali come il talamo, i nuclei pontini
dorsolaterali, i nuclei vestibolari e il cervelletto
(Manitto, Maffioletti, 2005).
Diversi fattori incidono sulla qualità del pursuit; la
predicibilità della traiettoria della mira, l’attenzio-
ne del soggetto e la sua esperienza ne migliorano
l’esecuzIone.
Quando mancano indizi di prevedibilità del percorso dello stimolo visivo oppure il soggetto si trova in
condizioni di attenzione ridotta, ai movimenti di inseguimento si alternano movimenti saccadici. Quando
invece l’oggetto da inseguire raggiunge una velocità
eccessiva, si ha l’intervento del sistema saccadico
e il mantenimento dell’immagine sulla fovea
viene determinato da un’azione sinergica dei
due sottosistemi (Maples, 1995).
LE VERGENZE
Il termine vergenza
indica genericamente
tutti i movimenti disgiunti degli occhi finalizzati a garantire il mantenimento della visione
binoculare quando l’oggetto si avvicina (convergenza) o si allontana (divergenza) modificando l’angolo compreso tra gli assi visivi
Figura 3 - I movimenti oculari di un lettore veloce (sopra) e quelli
di un lettore principiante (sotto). La localizzazione di ogni fissazione è indicata con trattini verticali; il numero sopra il trattino
superiore indica la successione delle fissazioni mentre il numero
sotto quello inferiore indica la durata delle fissazioni, espressa
in cinquantesimi di secondo. Tratta da Gibson, Lewin, 1975, modificata.
44
(Faini, Maffioletti, 2006).
E’ un sistema caratterizzato da una latenza
elevata (150-200 msec) e da una bassa velocità, circa 15°/sec (de’ Sperati, 2003).
Il sistema di vergenza opera in sinergia con
AREA SCIENTIFICA
i sistemi che controllano il riflesso pupillare e
il riflesso di accomodazione (Gouras, 1988). Il
suo centro di controllo è localizzato nella corteccia occipitale prestriata, dove viene elaborata anche la percezione della profondità (stereopsi).
I MOVIMENTI OCULARI E LA LETTURA
Quando gli occhi scorrono sul testo è come
se si aprisse una finestra, più o meno ampia,
su una porzione di informazione che diventa
accessibile all’elaborazione e alla successiva
comprensione. Leggere impegna gli occhi a
Figura 4 - Durata media di ogni singola fissazione nel corso
della lettura (in ordinata, espressa in secondi) in soggetti
con differenti livelli di scolarizzazione, dal primo anno della
scuola primaria fino al periodo universitario (in ascissa).
Tratta da Crowder, Wagner, 1998, modificata.
muoversi in modo sincronizzato e rapido mentre il corpo resta immobile e richiede inoltre sia un
livello di attenzione elevato, sia una certa velocità
nell’elaborazione degli innumerevoli stimoli che vengono raccolti dagli occhi mentre scorrono sui simboli
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
•Airaghi E., Altimani A., I muscoli dell’occhio e la funzionalità binoculare, Assopto Milano, 1997. •Arrigoni S., Maffioletti S., Il
bambino, la lettura, la scuola, in Il bambino e le abilità di lettura:
il ruolo della visione, a cura di Maffioletti S., Pregliasco R., Ruggeri L., FrancoAngeli, Milano, 2005. •Cannao M., La mente con
grafici bidimensionali [Arrigoni, Maffioletti, 2005].
gli occhiali, Franco Angeli, Milano, 1999 •Crowder R.G., Wagner
Nella lettura gli occhi avanzano lungo le righe del
R.K., Psicologia della lettura, Il Mulino, Bologna, 1998 •Dale R.T.,
testo compiendo rapide saccadi separate da brevi
Luca M., Dislessia evolutiva e movimenti oculari, in Il bambino e
pause di fissazione (vedi figura 3).
le abilità di lettura: il ruolo della visione, a cura di Maffioletti S., Pre-
Il movimento che ne risulta è quindi un continuo sus-
C., La percezione visiva, UTET, Torino, 2003. •Faini M., Maffiolet-
seguirsi di “stop and go”: durante ogni fissazione
vengono estratte le informazioni contenute nel testo,
durante ogni saccade lo sguardo avanza di circa 2
gradi, che corrisponde ad uno spazio di circa 7-9
caratteri (Ravasi, Papagni, Maffioletti, Ruggeri, Lorusso, Facoetti, 2005).
Le fissazioni e le saccadi variano in funzione dell’abilità del lettore; un lettore veloce infatti ha fissa-
Motilità oculare e strabismo, USES, Firenze, 1988, pag. 26 •De
gliasco R., Ruggeri L., FrancoAngeli, Milano, 2005. •De’ Sperati
ti S., Optodizionario, in www.soeo.it, 2006. •Gibson E., Lewin K.,
The psychology of reading, Mit Press, Cambridge, 1975. •Gouras
P., Il sistema oculomotore, in Kandel E., Schwartz J., Principi di
neuroscienze, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 1988. •Maione
M., Maraini G., L’unità visiva sensorio-motorio, Libreria Goliardica
Editrice, Parma, 1977. •Manitto M.P., Maffioletti S., Dagli occhi al
cervello: il percorso della visione, in Il bambino e le abilità di lettura:
il ruolo della visione, a cura di Maffioletti S., Pregliasco R., Ruggeri
L., FrancoAngeli, Milano, 2005. •Maples W.C., NSUCO Oculomotor test, OEP, Santa Ana, 1995. •Meyer C., Lasker A., Robinson A.,
“The upper limit of human smooth pursuit velocity”, in Vision Res.,
vol. 25, 1985, pp. 561-563. •Pregliasco R., Il sistema oculomoto-
zioni più brevi e saccadi più ampie [De Luca, 2005]
re, in Il bambino e le abilità di lettura: il ruolo della visione, a cura
(vedi figura 4).
di Maffioletti S., Pregliasco R., Ruggeri L., FrancoAngeli, Milano,
La quantità di informazioni che il lettore è in grado
M.L., Facoetti A., Acuità visiva, movimenti oculari e apprendimen-
di cogliere con una singola fissazione è denomina-
to della lettura, Tesi di laurea in Ottica e Optometria, Università degli
ta span.
2005. •Ravasi A., Papagni A., Maffioletti S., Ruggeri L., Lorusso
Studi di Milano Bicocca, a.a. 2004/2005.
45