Come facciamo a riconoscere gli oggetti?

Intervista a… MATTEO MANZATI!

Osserva questa fotografia: sai dire di che oggetto si tratta?

Lo riconosci anche da questa angolazione?

Che animale c’è in questa foto?

E qui, tutto al buio?

Nelle prime due immagini è raffigurato un libro. Nelle ultime due c’è un gatto. Sei riuscito a riconoscerli? È stato facile o hai dovuto pensarci su?

Se non hai avuto grandi difficoltà e hai trovato la risposta in un batter d’occhio, il motivo sta in un meccanismo molto particolare presente nel nostro cervello che si chiama riconoscimento invariante.

Per saperne di più su come funziona il riconoscimento invariante, abbiamo chiesto aiuto a Matteo Manzati, scienziato della SISSA di Trieste che si occupa di neurobiologia.

Gli occhi del cervello

“Il riconoscimento invariante è la capacità del nostro cervello che ci permette di interpretare e rielaborare ciò che vediamo”, spiega Matteo, “e lo fa indipendentemente dal modo in cui le cose si presentano ai nostri occhi”.

Per esempio, ci fa riconoscere un libro anche se è storto, al buio o controsole; se lo vediamo di fronte ma anche se è di profilo, se è grande o piccolo; se si trova chiuso e sistemato in libreria oppure aperto sul divano, quando è da solo e quando è circondato da altri oggetti.

Insomma, con il riconoscimento invariante non è importante il contesto, la dimensione, l’orientamento o la luminosità delle cose che abbiamo davanti. Il nostro sistema visivo è comunque in grado di riconoscerle. E lo fa senza troppi sforzi.

In viaggio nel sistema nervoso

Ogni volta che vediamo un oggetto, gli stimoli ricevuti dai nostri occhi fanno un lungo percorso nel corpo fino ad arrivare nel cervello, dove l’immagine viene percepita in modo cosciente.

“In questo lungo percorso”, racconta Matteo, “quasi alla fine, dentro al cervello, c’è un particolare tipo di cellule, chiamate cellule complesse, che sembra essere coinvolto nel riconoscimento invariante” continua Matteo.

Le cellule complesse fanno parte di un tipo di cellule molto speciali presenti nel sistema nervoso: i neuroni. Il compito dei neuroni è ricevere le informazioni dall’ambiente esterno, trasmetterle all’interno del corpo e rielaborarle in una risposta.

La loro forma assomiglia un po’ agli alberi: c’è una parte centrale piatta che riceve i segnali, o gli impulsi, e una parte allungata simile ai rami che trasmette gli impulsi a un’altra cellula.

Una rete di informazioni

Tutti assieme, i neuroni formano una grande rete di informazioni che funziona come un circuito elettrico: al posto degli interruttori ci sono gli impulsi e al posto dei fili di metallo ci sono cellule fatte di acqua salata e grasso.

“Per studiare i neuroni in laboratorio ci sono tantissime tecniche”, precisa Matteo. “Quella che uso io è molto particolare e mi permette di analizzare le cellule una a una e capire che cosa succede in ciascuna di esse quando arriva lo stimolo dagli occhi. Questa tecnica ha un nome inglese e si chiama Patch Clamp”.

È come fare un puzzle

Il riconoscimento invariante è un processo molto complesso. Le informazioni che si ottengono grazie al Patch Clamp sono come il pezzo di un puzzle: solo unendolo a tanti altri pezzi, e quindi a tante altre informazioni ottenute da tecniche diverse, gli scienziati potranno costruire il quadro completo di come il nostro cervello è in grado di riconoscere gli oggetti.

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Nome: Matteo Manzati
Anni: 26
Sono nato a: Brescia
Adesso vivo a: Trieste
Lavoro: alla SISSA dove sto facendo un dottorato in neurobiologia
Mi piace: leggere fumetti, fare speleologia urbana, nuotare
Il mio sogno nel cassetto è: fare un’escursione nei posti giganti degli Stati Uniti

Mi piace essere uno scienziato perché: mi dà la possibilità di studiare cose molto complicate per capire come funziona il mondo.

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