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La percezione visiva e tattile nelle persone sorde

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<strong>La</strong> <strong>percezione</strong> <strong>visiva</strong> e <strong>tattile</strong><br />

<strong>nelle</strong> <strong>persone</strong> <strong>sorde</strong><br />

Francesco Pavani 1,2<br />

1 - Center for Mind/Brain Sciences (CIMeC), University of Trento, Italy<br />

2 – Dep. of Cognitive Sciences and Education, University of Trento, Italy


Introduzione<br />

Perchè studiare la <strong>percezione</strong> e l’attenzione <strong>nelle</strong> <strong>persone</strong> <strong>sorde</strong>?<br />

§ Attenzione selettiva e <strong>percezione</strong><br />

§ <strong>La</strong> nostra interazione con il mondo esterno (stimoli,<br />

oggetti, <strong>persone</strong>) cambia in funzione di che cosa abbiamo<br />

selezionato e dunque percepito<br />

§ Lo studio dell’attenzione e della <strong>percezione</strong> si basa su<br />

compiti semplici<br />

§ Sono l’estrema semplificazione di situazioni e<br />

comportamenti della vita quotidiana<br />

Francesco Pavani © 2011


Introduzione<br />

Quali aspetti abbiamo indagato?<br />

§ Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

§ Compito di semplice detezione<br />

§ Riconoscere cosa ho percepito<br />

§ Compito di discriminazione<br />

§ Orientare e controllare lo sguardo<br />

§ Compito di movimenti oculari<br />

Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

Compare il punto<br />

di fissazione<br />

Francesco Pavani © 2011<br />

Il bersaglio dura 50 ms<br />

Response Time [ms]<br />

400<br />

350<br />

300<br />

250<br />

200<br />

§ Le <strong>persone</strong> <strong>sorde</strong> rispondono più<br />

rapidamente degli udenti alla<br />

comparsa di un bersaglio visivo<br />

(46 ms in media)<br />

Group (F(1,20) = 6.7, p < 0.02)<br />

*<br />

Hearing Deaf<br />

Central<br />

Peripheral<br />

Bottari, Turatto & Pavani, in preparazione


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

[1] Reynolds 1993<br />

[2] Loke and Song 1991<br />

[3] Parasnis and Samar 1985<br />

[4] Chen et al. 2006<br />

[5] Colmenero et al. 2004<br />

[6] Bottari et al. in prep.<br />

[7] Bottari et al. 2010.<br />

Pavani & Bottari, 2011<br />

Deaf are faster<br />

Hearing are faster<br />

[1]<br />

[2]<br />

[7]<br />

[4] [1]<br />

[6]<br />

Simple detection or localisation tasks<br />

[7]<br />

[6]<br />

-5 0 5 10 15 20 25 30<br />

[3]<br />

Visual eccentricity<br />

[5]<br />

[2]<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

-20<br />

-40<br />

-60<br />

-80<br />

-100<br />

RT difference (hearing minus deaf)<br />

Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

Da dove origina questa<br />

differente reattività agli<br />

stimoli visivi?<br />

§ Analisi dello stimolo più rapida?<br />

§ Diversa motivazione dei<br />

partecipanti?<br />

§ Risposta motoria più pronta?<br />

§ Impulsività?<br />

Registrazione elettroencefalografica (EEG) di<br />

potenziali elettrici evocati dagli stimoli visivi<br />

Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

In collaborazione con:<br />

Quando si verificano le prime differenze nella<br />

risposta neurale fra sordi ed udenti?<br />

Davide Bottari<br />

(University of Trento, Italy)<br />

Marie-Hélène Giard<br />

Anne Caclin<br />

(INSERM U821 - Brain<br />

Dynamics and Cognition,<br />

Lyon, France)<br />

Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

80 millesimi di<br />

secondo dopo la<br />

comparsa dello<br />

stimolo le risposte<br />

cerebrali sono già<br />

diverse fra sordi ed<br />

udenti<br />

Componente C1<br />

(cortecce visive)<br />

anticipata nei sordi<br />

rispetto agli udenti)<br />

a<br />

Amplitude (µV)<br />

-­‐5<br />

-­‐2.5<br />

0<br />

2.5<br />

Iz<br />

Hearing Controls<br />

Deaf Individuals<br />

Warning signal<br />

C1<br />

5<br />

-­‐100 0 100 200 300<br />

400<br />

+1µV<br />

-1µV<br />

Bottari, Giard, Caclin & Pavani, in revisione<br />

Hearing controls<br />

Time (ms)<br />

Deaf individuals<br />

Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

Una diversa risposta<br />

allo stimolo si<br />

osserva anche<br />

attorno ai 130<br />

millisecondi<br />

<strong>La</strong> componente P1<br />

mostra una diversa forma<br />

rispetto a quella degli<br />

udenti<br />

Amplitude (µV)<br />

Bottari, Giard, Caclin & Pavani, in revisione<br />

b<br />

-­‐5<br />

-­‐2.5<br />

0<br />

T5<br />

Hearing Controls<br />

Deaf Individuals<br />

N1<br />

2.5<br />

Warning signal<br />

P1<br />

5<br />

-­‐100 0 100 200 300 400<br />

+3µV<br />

-3µV<br />

Time (ms)<br />

Hearing controls<br />

Amplitude (µV)<br />

-­‐5<br />

-­‐2.5<br />

0<br />

T6<br />

Hearing Controls<br />

Deaf Individuals<br />

N1<br />

2.5<br />

Warning signal<br />

P1<br />

5<br />

-­‐100 0 100 200 300 400<br />

Deaf individuals<br />

Time (ms)<br />

105ms<br />

145ms<br />

Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

§ L’ampiezza della componente P1 predice il tempo di reazione dei sordi<br />

(questo non accade negli udenti)<br />

Ampiezza P1, Interazione Gruppo x Bin (F(16)=3.3; p


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

<strong>La</strong> maggiore reattività agli stimoli delle <strong>persone</strong><br />

<strong>sorde</strong> è specifica per la modalità <strong>visiva</strong>?<br />

In collaborazione con:<br />

Benedetta Heimler<br />

(University of Trento, Italy)<br />

Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

Stimoli<br />

§ Tattili<br />

Al polpastrello del dito indice o<br />

sull’avambraccio (destro o sinistro)<br />

§ Visivi<br />

Perifoveali o periferici, in corrispondenza<br />

delle stimolazioni tattili<br />

Compito<br />

§ Detezione semplice<br />

<strong>La</strong> modalità stimolata cambia fra i blocchi<br />

sperimentali<br />

Heimler & Pavani, in preparazione Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

Tempo di risposta (ms)<br />

550<br />

500<br />

450<br />

400<br />

350<br />

300<br />

250<br />

200<br />

*<br />

*<br />

NH<br />

Deaf<br />

V Cen V Per T Cen T Per<br />

Centro Periferia Centro Periferia<br />

Stimolo visivo Stimulus type Stimolo <strong>tattile</strong><br />

Heimler & Pavani, in preparazione Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Riassunto<br />

Quello che sappiamo<br />

§ Vantaggio di reattività <strong>nelle</strong> <strong>persone</strong> <strong>sorde</strong><br />

§ Associato a modificazioni molto precoci della risposta<br />

neurale nella corteccia <strong>visiva</strong><br />

§ Specifico per la modalità <strong>visiva</strong>, non per la modalità <strong>tattile</strong><br />

§ Attribuibile ad una analisi dello stimolo più rapida<br />

§ Non ad una diversa motivazione, o prontezza di risposta, o<br />

impulsività<br />

Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Riassunto<br />

Quello che non sappiamo<br />

§ Vantaggio di reattività <strong>nelle</strong> <strong>persone</strong> <strong>sorde</strong><br />

§ E’ il risultato dell’esperienza o dipende anche dalla<br />

deprivazione sensoriale acustica?<br />

§ Si sviluppa in coloro che sono diventati sordi da adulti?<br />

§ In che relazione è con l’uso della lingua dei segni?<br />

§ Porta ad una migliore capacità nel riconoscere gli stimoli<br />

dell’ambiente?<br />

§ Si manifesta anche per altre risposte motorie (es.,<br />

movimento degli occhi, orientamento della testa)?<br />

Francesco Pavani © 2011


Riconoscere quello che abbiamo percepito<br />

Compito di discriminazione<br />

In collaborazione con:<br />

<strong>La</strong> discriminazione di stimoli visivi è migliore<br />

<strong>nelle</strong> <strong>persone</strong> <strong>sorde</strong>?<br />

Davide Bottari,<br />

Elena Nava,<br />

Pia Ley<br />

(Università di Amburgo,<br />

Germania)<br />

Francesco Pavani © 2011


Riconoscere quello che abbiamo percepito<br />

Compito di discriminazione<br />

Partecipanti<br />

§ Sordi (N=11)<br />

2 congeniti, 7 prima dei 3 anni, 2 prima dei<br />

5 anni. Tutti segnanti. Età media 26 anni<br />

(dai 21 ai 34)<br />

§ Udenti (N=11)<br />

Età media 28 anni (dai 24 ai 32)<br />

3°<br />

Bottari, Nava, Ley & Pavani, 2010<br />

8°<br />

Procedura<br />

§ Stimoli<br />

Fixation per 600 ms<br />

84% dei bersagli dopo 400 o 800 ms<br />

16% dei bersagli dopo 1800 ms<br />

Compiti sperimentali<br />

§ Detezione sempice<br />

§ Discriminazione di forme<br />

Discriminare se il cerchio era aperto sulla<br />

destra o sulla sinistra<br />

Francesco Pavani © 2011


Riconoscere quello che abbiamo percepito<br />

Compito di discriminazione<br />

§ Sordi più rapidi degli udenti nella detezione dei bersagli visivi<br />

(57 ms in media, indipendentemente dall’eccentricità degli stimoli)<br />

Gruppo (F(1,19) = 9.8, p < 0.001)<br />

§ Udenti più lenti (4 ms)<br />

nel rispondere ai<br />

bersagi più periferici<br />

– diversamente dalle<br />

<strong>persone</strong> <strong>sorde</strong><br />

Gruppo x Posizione<br />

(F(2,19) = 4.5, p < 0.05)<br />

Bottari, Nava, Ley & Pavani, 2010<br />

Response time [ms]<br />

300<br />

250<br />

200<br />

150<br />

t(10) = 2.3, p < 0.05<br />

Targets at 3° (central)<br />

Targets at 8° (peripheral)<br />

Hearing Deaf<br />

Francesco Pavani © 2011


Riconoscere quello che abbiamo percepito<br />

Compito di discriminazione<br />

§ Sordi più rapidi anche nella discriminazione, ma a scapito<br />

dell’accuratezza<br />

Percentuale di errori: Gruppo (F(1,19) = 4.8, p < 0.05)<br />

Response Time [ms]<br />

500<br />

450<br />

400<br />

350<br />

Bottari, Nava, Ley & Pavani, 2010<br />

Response Time<br />

Percent errors<br />

Hearing Controls Deaf<br />

8%<br />

6%<br />

4%<br />

2%<br />

0%<br />

Percent Errors<br />

Francesco Pavani © 2011


Riconoscere quello che abbiamo percepito<br />

Compito di discriminazione<br />

Questo comportamento nella discriminazione è<br />

specifico per la modalità <strong>visiva</strong> o si osserva<br />

anche nella modalità <strong>tattile</strong>?<br />

In collaborazione con:<br />

Benedetta Heimler<br />

(University of Trento, Italy)<br />

Francesco Pavani © 2011


Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

Semplice detezione<br />

Stimoli<br />

§ Tattili<br />

Al polpastrello del dito indice o<br />

sull’avambraccio (destro o sinistro)<br />

Brevi (5 ms) o lunghi (25 ms)<br />

§ Visivi<br />

Perifoveali o periferici, in corrispondenza<br />

delle stimolazioni tattili<br />

Brevi (60 ms) o lunghi (100 ms)<br />

Compito<br />

§ Discriminazione temporale<br />

Heimler & Pavani, in preparazione Francesco Pavani © 2011


Riconoscere quello che abbiamo percepito<br />

Compito di discriminazione<br />

Mean RT(ms)<br />

900<br />

850<br />

800<br />

750<br />

700<br />

650<br />

600<br />

550<br />

500<br />

450<br />

400<br />

*<br />

V Cen V Per T Cen T Per<br />

Centro Periferia<br />

Stimolo visivo<br />

Stimulus type<br />

Heimler & Pavani, in preparazione<br />

*<br />

Centro Periferia<br />

Stimolo visivo<br />

Mean d'<br />

3,50<br />

3,00<br />

2,50<br />

2,00<br />

1,50<br />

1,00<br />

0,50<br />

0,00<br />

-0,50<br />

*<br />

V Cen V Per T Cen T Per<br />

Centro Periferia<br />

Stimolo visivo<br />

Stimulus type<br />

*<br />

Centro Periferia<br />

Stimolo visivo<br />

§ Sordi più rapidi anche nella discriminazione, ma a scapito<br />

dell’accuratezza, indipendentemente dalla modalità sensoriale<br />

RT: Gruppo (F(1,18) = 9.5, p < 0.006)<br />

d’: Gruppo (F(1,18) = 6.4, p < 0.02)<br />

Francesco Pavani © 2011


Riconoscere quello che abbiamo percepito<br />

Compito di discriminazione<br />

Mean c<br />

2,00<br />

1,50<br />

1,00<br />

0,50<br />

0,00<br />

-0,50<br />

-1,00<br />

-1,50<br />

Heimler & Pavani, in preparazione<br />

V Cen V Per T Cen T Per<br />

*<br />

Stimulus type<br />

§ Le <strong>persone</strong> <strong>sorde</strong> fanno anche più falsi allarmi per gli stimoli alla<br />

periferia, ovvero adottano un criterio di risposta meno conservativo<br />

criterio: Gruppo x Posizione (F(1,18) = 14.8, p < 0.001)<br />

*<br />

NH<br />

Deaf<br />

Francesco Pavani © 2011


Riconoscere quello che abbiamo percepito<br />

Riassunto<br />

Quello che sappiamo<br />

§ Abilità discriminative <strong>nelle</strong> <strong>persone</strong> <strong>sorde</strong><br />

§ Sono spesso uguali a quelle degli udenti, ma alcuni studi<br />

mostrano anche difficoltà specifiche<br />

§ Diverse ricerche hanno evidenziato che la difficoltà di<br />

discriminazione si accompagnare a risposte molto più<br />

rapide, suggerendo un’impulsività della risposta<br />

Francesco Pavani © 2011


Riconoscere quello che abbiamo percepito<br />

Riassunto<br />

Quello che non sappiamo<br />

§ Abilità discriminative <strong>nelle</strong> <strong>persone</strong> <strong>sorde</strong><br />

§ E’ possibile ridurre o eliminare le difficoltà osservate<br />

impedendo una risposta impulsiva (es. risposta ritardata)?<br />

§ Le abilità e le difficoltà di discriminazione dipendono dal<br />

tipo di compito (es., discriminazione spaziale, di<br />

movimento, di durata)?<br />

Francesco Pavani © 2011


Orientare e controllare lo sguardo<br />

Compito di movimenti oculari<br />

Nelle <strong>persone</strong> <strong>sorde</strong> si modifica l’esplorazione<br />

dell’ambiente attraverso i movimenti degli occhi?<br />

In collaborazione con:<br />

Davide Bottari<br />

(University of Hamburg, Germania)<br />

Matteo Valsecchi<br />

(University of Giessen, Germania)<br />

Francesco Pavani © 2011


Orientare e controllare lo sguardo<br />

Compito di movimenti oculari<br />

Pro-saccadi<br />

Guarda direttamente il quadrato che si illumina<br />

1 2 3<br />

Francesco Pavani © 2011


Orientare e controllare lo sguardo<br />

Compito di movimenti oculari<br />

Anti-saccadi<br />

Guarda dal lato opposto al quadrato che si illumina<br />

1 2 3<br />

Francesco Pavani © 2011


Orientare e controllare lo sguardo<br />

Compito di movimenti oculari<br />

§ I sordi commettono più<br />

errori <strong>nelle</strong> prove di antisaccade<br />

Gruppo x Compito<br />

(F(1,24) = 13.7, p < 0.001)<br />

§ Non emerge invece nessuna<br />

differenza per la cinematica<br />

del movimento oculare<br />

(velocità massima,<br />

accuratezza finale, variabilità<br />

finale)<br />

Bottari, Valsecchi & Pavani, 2011<br />

Error rate [proportions]<br />

0,30<br />

0,25<br />

0,20<br />

0,15<br />

0,10<br />

0,05<br />

0,00<br />

Pro-saccade<br />

Anti-saccade<br />

Hearing Deaf<br />

Francesco Pavani © 2011


Orientare e controllare lo sguardo<br />

Compito di movimenti oculari<br />

Saccade latency [ms]<br />

400<br />

350<br />

300<br />

250<br />

200<br />

Pro-saccade<br />

Anti-saccade<br />

Hearing Deaf Hearing Deaf<br />

Switch Repeat<br />

§ Quando la condizione pro-saccade si ripete in prove successive<br />

(condizione di minore controllo cognitivo) i sordi sono più rapidi degli<br />

udenti nel cominciare la saccade<br />

Gruppo x Compito x Ripetizione (F(1,24) = 4.2, p = 0.05)<br />

Bottari, Valsecchi & Pavani, 2011 Francesco Pavani © 2011


Orientare e controllare lo sguardo<br />

Riassunto<br />

Quello che sappiamo<br />

§ Nei sordi si osserva una prepotente cattura dello sguardo<br />

§ I movimenti oculari diretti verso lo stimolo possono essere<br />

inibiti, ma con maggiore fatica rispetto agli udenti<br />

§ Quando possono essere eseguiti tendono ad essere<br />

avviati più rapidamente (reattività per lo sguardo)<br />

§ Il sistema automatico di controllo oculare sembra<br />

prevalere su quello volontario<br />

Francesco Pavani © 2011


Orientare e controllare lo sguardo<br />

Riassunto<br />

Quello che non sappiamo<br />

§ Nei sordi si osserva una prepotente cattura dello sguardo<br />

§ Quali aspetti della plasticità cerebrale determinano il<br />

prevalere del controllo automatico?<br />

§ E’ possibile ridurre l’effetto della cattura dello sguardo<br />

attraverso apprendimento o modulando le caratteristiche<br />

dello stimolo visivo?<br />

§ E’ un effetto specifico per la modalità <strong>visiva</strong>?<br />

Francesco Pavani © 2011


Conclusioni<br />

§ Accorgersi della comparsa di uno stimolo<br />

§ Risposte più rapide agli stimoli visivi. Probabilmente funzionali ad un<br />

rapido riorientamento dell’attenzione nell’ambiente.<br />

§ Riconoscere cosa è stato percepito<br />

§ Non sembra essere migliore nella sordità. In questo senso<br />

l’espressione “i sordi vedono meglio” è fuorviante. Si osservano<br />

inoltre risposte impulsive<br />

§ Orientare e controllare lo sguardo<br />

§ Tende a prevalere un controllo automatico dello sguardo. Questo è<br />

congruente con la necessità di monitorare l’ambiente su base <strong>visiva</strong>,<br />

ma può anche comportare maggiore cattura da parte di stimoli non<br />

rilevanti<br />

Francesco Pavani © 2011


Benedetta Heimler<br />

(University of Trento, Italy)<br />

Davide Bottari<br />

Elena Nava<br />

(University of Hamburg, Germany)<br />

Collaboratori e ringraziamenti<br />

Finanziamenti<br />

Ministero della Ricerca e Università<br />

Provincia Autonoma di Trento<br />

Comune di Rovereto<br />

Marie-Hélène Giard<br />

Anne Caclin<br />

(INSERM U821 - Brain Dynamics<br />

and Cognition, Lyon, France)<br />

Matteo Valsecchi<br />

(University of Giessen, Germany)<br />

Ringraziamenti<br />

ENS (Trento e Verona)<br />

Associazione dei Sordi Trentini<br />

AFAMUT<br />

Francesco Pavani © 2011


Grazie dell’attenzione<br />

Per ulteriori informazioni o per partecipare alle ricerche:<br />

lab.multisensoriale@cimec.unitn.it<br />

https://sites.google.com/site/fncpvn/lab<br />

Francesco Pavani © 2011

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