Object dimensions underlying food representations in visual cortex

Il cervello umano è un maestro della categorizzazione, che ordina costantemente l'infinito flusso di informazioni visive che riceve in gruppi utili. Quando guardiamo il mondo, i nostri occhi non vedono solo forme e colori; riconoscono istantaneamente oggetti come sedie, strumenti e cibo. Gli scienziati sanno da tempo che regioni specifiche nella parte posteriore del cervello, nascoste tra le pieghe della corteccia visiva, sono dedicate al riconoscimento di queste categorie. Scoperte recenti hanno individuato due aree distinte all'interno di questa zona di elaborazione visiva che si attivano specificamente quando una persona vede del cibo. Queste regioni, situate sul lato e sul fondo dell'area di elaborazione visiva, sono così specializzate da rispondere più intensamente alle immagini di pasti che a quasi tutto il resto. Eppure, rimaneva un mistero: cosa cercano esattamente queste aree cerebrali? Riconoscono il cibo per la sua forma specifica, la sua consistenza o forse per il modo in cui appare in un gruppo? O rispondono a qualcosa di più profondo, come il modo in cui potremmo afferrare un frutto o i colori specifici che segnalano la maturazione? Comprendere questa distinzione è cruciale perché rivela come il cervello decida cosa sia commestibile e come prepari il corpo a interagire con esso.

Per risolvere questo enigma, i ricercatori hanno condotto due esperimenti dettagliati utilizzando una macchina che mappa l'attività cerebrale, chiedendo a un gruppo di volontari di guardare varie immagini mentre i loro cervelli venivano scansionati. Il team voleva sapere se le aree del cervello che rilevano il cibo fossero guidate dalle proprietà fisiche degli oggetti stessi, come il loro colore o il modo in cui sono disposti in un mucchio, o dalle azioni che compiamo con essi, come afferrare o tenere. Hanno testato questo aspetto mostrando ai partecipanti foto di cibo insieme ad altri oggetti che potevano essere impugnati, e manipolando le immagini per vedere se il cervello desse più importanza all'oggetto isolato o all'oggetto come parte di un gruppo colorato. I risultati hanno rivelato una netta divisione nel modo in cui le due aree sensibili al cibo operano. La regione sul lato della corteccia visiva sembrava concentrata sull'azione. Rispondeva fortemente al cibo che poteva essere afferrato, trattando un pezzo di frutta come se condividesse proprietà con altri oggetti impugnabili. Questa area non sembrava dare molta importanza al fatto che l'immagine fosse a colori o in bianco e nero, né veniva distratta dallo sfondo; riconosceva semplicemente l'oggetto come qualcosa che la mano poteva raggiungere.

Al contrario, la regione sul fondo della corteccia visiva raccontava una storia diversa. Quest'area era altamente sensibile ai dettagli superficiali del cibo, in particolare al suo colore e a come gli articoli fossero disposti insieme. Quando i ricercatori mostrarono immagini di cibo senza uno sfondo chiaro o le presentarono come insiemi senza un background distintivo, questa regione inferiore divenne molto più attiva. Mostrava anche una forte preferenza per le immagini a colori rispetto a quelle in scala di grigi, suggerendo che si affida agli indizi visivi di maturazione e varietà per identificare ciò che è commestibile. Per confermare che questa divisione funzionale non fosse solo un capriccio della biologia umana ma il risultato di come le informazioni visive siano organizzate, i ricercatori hanno costruito un modello informatico progettato per imitare la disposizione delle aree visive del cervello. Quando questa rete artificiale è stata addestrata a elaborare immagini, ha sviluppato naturalmente due gruppi separati di unità che si comportavano esattamente come le due regioni cerebrali: un gruppo focalizzato sulla capacità di afferrare gli oggetti e l'altro focalizzato sulle statistiche visive di colore e disposizione.

Questi risultati suggeriscono che il cervello non abbia un unico modo unificato di riconoscere il cibo. Invece, utilizza due strategie diverse a seconda di quale parte del sistema visivo sia coinvolta. Una strategia è pratica e orientata all'azione, identificando il cibo in base a come può essere manipolato dalla mano. L'altra è visiva e descrittiva, identificando il cibo in base al suo aspetto e a come si inserisce in una scena più ampia. Separando queste funzioni, il cervello può gestire efficientemente sia il bisogno immediato di afferrare uno spuntino, sia il compito più ampio di identificare ciò che è sicuro e nutriente. Lo studio indica che, mentre il lato del cervello ci aiuta a capire cosa possiamo tenere in mano, il fondo ci aiuta a capire cosa vediamo, e entrambi sono essenziali per il complesso atto di riconoscere un pasto.