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La visione è uno dei compiti più impegnativi per il nostro cervello, basti pensare che utilizziamo il 4% dell’energia che acquisiamo mangiando nel vedere. Questo può stupire fino ad un certo punto, data la complessità di questo compito. A ricevere il segnale che viene dall’esterno è la retina, che contiene circa 100 milioni di fotorecettori. È da tempo evidente che non è possibile per il nostro cervello esaminare punto per punto in ogni istante 100 milioni di segnali per creare l’immagine percepita. Si è così scoperto che, mentre nella zona centrale della retina, che è utilizzata quando fissiamo un oggetto, si ha un utilizzo molto preciso dei fotorecettori, sul bordo della retina il sistema visivo cerca di aggregare molti segnali insieme per non rendere il processo visivo troppo faticoso. In questo modo il nostro occhio è estremamente preciso quando fissa un oggetto, mentre non vede dettagli sul bordo della retina, ma in tale zona è molto sensibile al movimento.
Il meccanismo con cui avviene questa “compressione” da 100 milioni di punti a un’immagine che il cervello elabora in maniera rapidissima è però ancora da chiarire completamente. Ecco perché ha suscitato interesse uno studio presentato la settimana scorsa al congresso della “Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers’ Human Vision and Electronic Imaging” dalla ricercatrice Ruth Rosenholtz del Dipartimento di Scienze Cognitive del MIT. L’idea principale di questo lavoro è che, via via che ci allontaniamo dal centro della retina, il sistema visivo si limita sempre più a una statistica della scena che sta osservando, lasciando perdere i dettagli esatti. In un certo senso non osserva, ad esempio, se ci sono linee verticali od orizzontali, ma se valuta che la maggioranza delle linee sia verticale passa al cervello questa risposta “di massima”.
Il modello proposto potrebbe spiegare bene un problema noto da tempo nella scienza della visione e corrispondente al cosiddetto “crowding” (che potremmo tradurre come affollamento): se si fissa il centro di un foglio e lateralmente c’è stampata una singola lettera, siamo in grado di riconoscerla; ma se lateralmente non vi è una singola lettera, ma più lettere una accanto all’altra, non siamo in grado di riconoscere le lettere nonostante il compito sembri apparentemente della stessa difficoltà. Questo potrebbe essere spiegato, nell’idea di Rosenholtz, dal fatto che quando si guardano tante lettere una accanto all’altra il sistema registra una “statistica” delle lettere e non il singolo dettaglio.
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I batteri ci controllano la mente
Cambiamenti di umore, felicità inspiegabile, memoria migliorata, depressione. Tutti effetti spiegabili da un'infezione batterica in corso, per la gioia degli ipocondriaci
04 febbraio 2011 di Caterina Viscocervello
cervello
Pagina successivaContento o con il morale a terra, con atteggiamenti strani o affetto da veri e propri disturbi mentali. La causa potrebbe essere, almeno in parte, di un’infezione batterica e della conseguente risposta del sistema immunitario. Alcuni studi, infatti, mostrano che questo processo può influenzare il nostro umore, la memoria e le capacità di apprendimento. E persino modellare la nostra personalità, secondo quanto racconta un articolo su New Scientist. La buona notizia? Comprendere questi legami tra cervello e sistema immunitario potrebbe portare a un nuovo modo di trattare alcuni disordini, dalla depressione alla sindrome di Tourette.
Comportamento
Sammy Maloney era un dodicenne di Kennebunkport nel Maine, sano, che suonava nella banda della scuola e che più di ogni altra cosa amava andarsene in giro con i suoi amici dopo le lezioni. Nel 2002, però, qualcosa cominciò a cambiare nella sua personalità. Prima cominciò a camminare a occhi chiusi per tutto il cortile, poi a usare solo la porta sul retro per entrare in casa, a indossare solo alcuni indumenti, a impedire che le finestre venissero aperte o che le luce fossero spente. Nel giro di quattro-sei settimane al ragazzo venne diagnosticato prima un disturbo ossessivo compulsivo, poi una sindrome di Tourette. Fortunatamente, qualche tempo dopo un amico di famiglia suggerì ai genitori di Sammy di sottoporlo a un test per lo streptococco, un comune batterio che di solito non provoca più di un mal di gola. Sam non mostrava nessun sintomo da infezione da streptococco, ma le analisi rivelarono l’infezione in atto; quando il medico prescrisse una terapia antibiotica, i suoi sintomi cominciarono a migliorare. Oggi è un ventenne come tutti gli altri.Per quanto raro, il caso di Sammy, non è del tutto inusuale. Almeno secondo Madeline Cunningham della University of Oklahoma che ha passato anni a studiare i disturbi comportamentali legati a infezioni infantili da streptococco, inclusa la sindrome di Tourette, un disturbo chiamato Pandas e la Corea di Syndenham (associata a tic e incapacità di controllare le proprie emozioni). Cunningham ha dimostrato che alcuni anticorpi contro un tipo di streptococco legano i recettori di alcune aree del cervello che controllano i movimenti, portando al rilascio del neurotrasmettitore dopamina. Il che spiegherebbe i tic e i problemi emotivi sperimentati in alcuni dei bambini con questi disordini. Betty Diamond del Feinstein Institute for Medical Research in Manhasset, New York, ha inoltre dimostrato che alcuni anticorpi associati con il lupus, una malattia autoimmune, riescono a distruggere i neuroni legandosi a particolari recettori nel cervello. Questo potrebbe in parte spiegare i cambiamenti di umore e il declino cognitivo associato alla malattia.
Felicità
Esiste un batterio che regala il buon umore, si chiama Mycobacterium vaccae. Inizialmente doveva essere un nuovo modo per sconfiggere il cancro.
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Attualmente la futurologia più impegnata è focalizzata sui temi riguardanti il clima, le risorse naturali e l’energia. In particolare vanno di moda le road map, i cui itinerari indicano lo slalom che si deve seguire per sfuggire nel contempo alla incombente carestia dei combustibili fossili e all’inquinamento attribuito al loro smisurato uso. Ignorando che, così impostato, il problema costituisce un ossimoro. Ce n’è per tutti i gusti, ovvero per chi sogna un avvenire energetico presidiato da flotte di reattori nucleari, oppure per chi alternativamente preconizza distese di pannelli solari. Ma c’è anche chi teme con sgomento la deturpazione dei paesaggi naturali dalle pale rotanti delle torri eoliche e da funebri specchi neri montati su tralicci zincati.
Nasce però il sospetto che tali atteggiamenti riflettano un certo conformismo. Una laconica testimonianza ci viene fornita dalla seguente immagine che enfatizza quali tecnologie affrancheranno finalmente l’umanità dalla cupa egemonia del petrolio.
Si tratta di un'icona nella quale, con eleganti immagini, viene esemplificato un messaggio largamente diffuso che esalta un mondo alimentato da energia pulita proveniente dal sole, dal vento, dalle biomasse, dal sottosuolo e dalle correnti marine, quindi solo da risorse naturali rinnovabili. Purtroppo esso contrasta con l’identikit dei consumi energetici mondiali, espresso dal seguente scarno diagramma fornito dal Department of Energy USA.
(US Energy Information Administration. Energy Perspectives. 2009)Risulta che la produzione di energia è stata, ed è tutt’ora, dominata dai combustibili fossili con un apprezzabile contributo delle fonti idroelettrica e nucleare. Le altre fonti (other) sono confinate in una sottile linea gialla che indica un loro modesto contributo. Anche se i dati si riferiscono al 2005, e da allora il consumo energetico globale è un po’ aumentato, la ripartizione fra le diverse fonti è rimasta sostanzialmente inalterata. Ma soprattutto, in base all’incremento che hanno avuto sino ad ora, solo con una temeraria estrapolazione si può ritenere che tali fonti possano avvicendare in meno di quarant’anni i combustibili fossili e allontanare la prospettiva di una adeguata collocazione all’energia nucleare. E ciò sia pure con tutto il rispetto per le road map.In sostanza non si può fare a meno di pensare che le menzionate previsioni siano ispirate più dal sentimento che della ragione. Per tentare di approfondire questo aspetto è opportuno identificare alcune situazioni tipiche, derivanti dal confronto fra lo stato del mondo e i desideri umani. Per semplicità ne verranno considerate solo quattro, quelle emergenti dalle ipotesi che nel mondo esistano risorse rispettivamente illimitate o limitate, e che la società manifesti atteggiamenti rispettivamente ottimistici o scettici nei riguardi delle tecnologie. Ne emerge la seguente matrice:
Risorse senza limiti Risorse limitate Ottimismo tecnologico Star trek Mad Max Scetticismo tecnologico Conformismo politico Egemonia ecologica Nello specifico indicano rispettivamente:
(A) Star Trek: dal titolo del popolare serial televisivo che ci presenta un mondo tecnologicizzato, che in virtù dell’abbondanza di energia proveniente dalla fusione nucleare può esplorare, ed eventualmente colonizzare, l’Universo intero. Sulla Terra prevale il consumismo.
(B) Mad Max: dal titolo del film con Mel Gibson, nel quale una umanità stracciona si contende con lotte feroci le ultime gocce di petrolio, per accanirsi a voler deambulare senza scopi precipui in un paesaggio allucinante mediante veicoli mossi da motori a scoppio.
(C) Conformismo politico: una umanità ricca di risorse che diffida delle tecnologie e quindi delega ai politici la gestione dello sviluppo.
(D) Egemonia ecologica: grande enfasi viene data ai comportamenti rispettosi per l’ambiente e, soprattutto, al risparmio dell’energia. Gli eventuali sviluppi tecnologici sono demandati alle imposte tipo cap and trade, mentre gli inquinatori vengono puniti.Quattro situazioni analoghe alle precedenti sono state l’oggetto di una votazione (Costanza 2003), nella quale è stato chiesto quale venisse ritenuta più probabile per descrivere il futuro. Essa ha portato al seguente risultato:
Prima la (D), seguita a distanza dalla (A) e quindi dalla (C). La (B) è stata respinta.
Se è difficile fare previsioni sul futuro si può ragionevolmente ipotizzare a quale risultato avrebbe portato una votazione condotta nel passato, ad esempio una quarantina di anni fa. La (A) sarebbe risultata nettamente favorita, mentre la (D) sarebbe stata snobbata. In sostanza i sentimenti sono mobili e offrono modeste indicazioni su come orientare le politiche.
In realtà nessuna di tali situazioni è candidata a descrivere il futuro del pianeta; fare esercizi di futurologia serve forse solo per imporre agli altri particolari comportamenti con l’alibi che nessuno avrà la possibilità di verificarne gli effetti.
Lo studio del passato evidenzia in realtà come l’umanità sia riuscita a superare situazioni critiche che ne hanno minacciato l’estinzione. Il mondo è soggetto ad un cambiamento continuo ed una componente essenziale di tale evoluzione è la popolazione umana, che continua ad aumentare, anche se cominciano a manifestarsi i sintomi di un rallentamento della crescita. L’idea di mantenere inalterato l’ambiente appare utopica, mentre più ragionevolmente ci si deve adattare ai mutamenti. Ogni sforzo deve essere impiegato per tutelare l’ambiente da evoluzioni devastanti che in larga misura non derivano dall’impiego dell’energia, che costituisce viceversa il principale fattore di sviluppo, ma dall’incuria con la quale vengono gestite le sue applicazioni.
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