Fattori di apprendimento e plasticità: visione sana (FLAP)

La ricerca sull'apprendimento percettivo (PL) è stata dominata da studi che cercano di isolare e migliorare i singoli processi visivi. Tuttavia, un importante risultato traslazionale della ricerca PL è quello di soddisfare le esigenze dei pazienti con perdita della vista, che cercano di migliorare le prestazioni nelle attività quotidiane come la lettura, la navigazione e il riconoscimento facciale. Questi casi più ecologici di cambiamento comportamentale e plasticità corticale, che sono intrinsecamente complessi e integrativi, hanno rivelato lacune significative in una comprensione più olistica di come più processi visivi e i loro sistemi cerebrali associati contribuiscano congiuntamente a PL durevole e generalizzabile. Per affrontare queste lacune, qui i ricercatori studiano la perdita della visione centrale simulata e naturale. Gli investigatori si concentrano sulla degenerazione maculare (MD), una delle cause più comuni di perdita della vista (che dovrebbe colpire 248 milioni di persone in tutto il mondo entro il 2040), che deriva da un danno ai fotorecettori nella macula che interrompe la visione centrale. Tale perdita della visione centrale è una lente superba attraverso la quale studiare come i cambiamenti ecologicamente rilevanti nell'uso della vista siano correlati al cambiamento dell'attività cerebrale e della connettività perché rappresenta una massiccia alterazione dell'esperienza visiva che richiede l'affidamento alla visione periferica per le attività quotidiane. Con l'uso di eye-tracker e display contingenti dello sguardo che inducono scotomi centrali, la perdita della visione centrale può essere simulata in individui che vedono normalmente, che poi sviluppano modelli di aspetto periferico che assomigliano a strategie visive compensative osservate nei pazienti con MD. L'uso ideale della visione periferica richiede il miglioramento in più domini visivi, tre dei più importanti sono: elaborazione visiva precoce (ad esempio, sensibilità visiva), elaborazione visiva di medio livello (ad esempio, integrazione spaziale) e attenzione e movimenti oculari. Ad oggi, nessuno studio ha indagato sistematicamente questi tre domini di PL e le loro basi neurali. Il piano di ricerca proposto si basa su un rigoroso lavoro precedente che mostra che PL influenza molteplici strutture e funzioni cerebrali correlate a questi tre domini. I ricercatori propongono un nuovo approccio per misurare sistematicamente come diversi regimi di allenamento relativi ai tre domini influenzino un'ampia gamma di comportamenti psicofisici ed ecologici (Obiettivo 1), come questi cambiamenti derivino dalla plasticità nella struttura e nella funzione del cervello (Obiettivo 2) e come PL dopo la perdita della visione centrale simulata rispetto a PL in MD (Obiettivo 3). Questo lavoro è significativo e innovativo in quanto sarà il primo studio integrato di PL che caratterizza molteplici fattori addestrabili e il loro impatto su diversi esiti comportamentali e su valutazioni all'avanguardia di rappresentazioni e dinamiche neurali. È anche il primo studio a confrontare direttamente PL nei pazienti MD con PL in un sistema modello controllato di perdita del campo visivo centrale con scotomi simulati, che se convalidato consentirà l'uso di questo sistema modello per interrogare MD in campioni più ampi di individui sani. Gli investigatori condivideranno anche un set di dati unico che aiuterà il campo a comprendere la plasticità comportamentale e neurale dopo la perdita della visione centrale e le differenze individuali nella reattività all'allenamento. Infine, questo lavoro illuminerà i meccanismi di base della plasticità cerebrale dopo la perdita sensoriale che può essere generalizzata ad altre forme di riabilitazione dopo un danno periferico o centrale.