H έρευνα του SISSA καταδεικνύει τον βασικό ρόλο των πρώιμων οπτικών στην παιδική ηλικία εμπειριών στη διδασκαλία του εγκεφάλου.
O ρόλος της όρασης
Η ανάπτυξη έως την ενηλικίωση εξαρτάται από την παρατήρηση του περιβάλλοντος και όχι μόνο από τη ρητή διδασκαλία. Αυτό ισχύει επίσης για την ανάπτυξη του οπτικού συστήματος. Αυτό είναι το συμπέρασμα στο οποίο κατέληξαν δύο νευροεπιστήμονες του SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati), οι οποίοι, για πρώτη φορά, έχουν δείξει πειραματικά τη σημασία της παθητικής οπτικής εμπειρίας για την ωρίμανση και την ορθή λειτουργία ορισμένων βασικών νευρώνων που εμπλέκονται στη διαδικασία του οράματος.
Καινοτόμα έρευνα δημιουργεί τη βάση μελλοντικών πιθανών θεραπειών
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο Science Advances, είναι ένα θεμελιώδες βήμα προς την κατανόηση των μηχανισμών μάθησης κατά την ανάπτυξη. Έχει επίσης πιθανές κλινικές επιπτώσεις στη μελέτη νέων θεραπειών οπτικής αποκατάστασης και τεχνολογικών επιπτώσεων. Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε βελτίωση των αλγορίθμων μάθησης που χρησιμοποιούνται από συστήματα τεχνητής όρασης.
Από τα πρώτα στάδια της κύησης, το οπτικό σύστημα υπόκειται σε συνεχή ερεθίσματα που γίνονται όλο και πιο έντονα και δομημένα μετά τη γέννηση.
Οι ερευνητές εκθέτουν καθημερινά δύο ομάδες νεαρών τρωκτικών σε διαφορετικά οπτικά περιβάλλοντα. “Παίξαμε μια σειρά βίντεο, είτε στην αρχική τους έκδοση είτε μετά από τυχαία ανακατάταξη των μεμονωμένων καρέ (ή εικόνων), καταστρέφοντας έτσι τη χρονική συνέχεια της οπτικής εμπειρίας”, εξήγησαν οι επιστήμονες. « Τα υποκείμενα που εκτίθενται σε αυτήν την ασυνεχή οπτική ροή, παρατηρήσαμε την εξασθένηση της ωρίμανσης ορισμένων λεγόμενων” σύνθετων “κυττάρων του οπτικού φλοιού. Αυτοί οι νευρώνες διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην οπτική επεξεργασία: Επιτρέπουν την αναγνώριση του προσανατολισμού του περιγράμματος ενός αντικειμένου ανεξάρτητα από την ακριβή θέση του στο οπτικό πεδίο, μια αντιληπτική ικανότητα που έχει εφαρμοστεί πρόσφατα σε συστήματα τεχνητής όρασης.
Αυτές οι παρατηρήσεις δείχνουν τη σημασία της παθητικής οπτικής εμπειρίας για την ανάπτυξη του οπτικού συστήματος .
Οι απόψεις των ερευνητών:
«Η μάθηση έρχεται σε δύο διαδικασίες: είτε« υπό επίβλεψη », δηλαδή καθοδηγούμενη από έναν δάσκαλο, είτε« χωρίς επίβλεψη », δηλαδή, με βάση αυθόρμητη, με παθητική έκθεση στο περιβάλλον», εξηγεί ο Davide Zoccolan, διευθυντής του εργαστηρίου οπτικής νευροεπιστήμης του SISSA και επικεφαλής ερευνητής. «Το πρώτο είναι αυτό που όλοι μπορούμε να συνδέσουμε με τους γονείς ή τους δασκάλους μας, που μας κατευθύνουν στην αναγνώριση ενός αντικειμένου. Το δεύτερο συμβαίνει αυθόρμητα, παθητικά, όταν κινούμαστε σε όλο τον κόσμο παρατηρώντας τι συμβαίνει γύρω μας».
Ο Giulio Matteucci και ο Davide Zoccolan έχουν μελετήσει το ρόλο της αυθόρμητης οπτικής εμπειρίας, ιδιαίτερα του ρόλου της χρονικής συνέχειας των οπτικών ερεθισμάτων. Αυτή η ιδιότητα της φυσικής οπτικής εμπειρίας θεωρείται θεμελιώδης για την ωρίμανση του οπτικού συστήματος από θεωρητικά μοντέλα που περιγράφουν μαθηματικά τις βιολογικές μαθησιακές διαδικασίες.
Ενδεχόμενη συμβολή σε αποκατάσταση επεμβάσεων για παιδιά
Αυτά τα αποτελέσματα έχουν πιθανές κλινικές και τεχνολογικές επιπτώσεις, όπως εξηγεί ο Zoccolan. “Σε ορισμένες αναπτυσσόμενες χώρες, υπάρχουν παιδιά που πάσχουν από συγγενή καταρράκτη, τα οποία, μετά τη χειρουργική επέμβαση για την αφαίρεσή του, πρέπει να αναπτύξουν τις οπτικές τους ικανότητες αναγνώρισης ουσιαστικά από το μηδέν. Ήδη σήμερα, ορισμένες προσεγγίσεις αποκατάστασης εκμεταλλεύονται τη χρονική συνέχεια συγκεκριμένων οπτικών ερεθισμάτων (για παράδειγμα, γεωμετρικά σχήματα σε κίνηση) για να διδάξουν σε αυτούς τους ασθενείς να κάνουν διάκριση σε οπτικά αντικείμενα.
Πηγή: health4u.gr
