La dimensione delle pupille come misura delle abilità cognitive
Articolo del 10 Giugno 2021
Gli individui con pupille più grandi hanno migliori prestazioni cognitive. È quanto emerge da una serie di test sperimentali che indicano come questo possa essere dovuto alla connessione con una specifica area cerebrale che regola i processi di percezione, attenzione, apprendimento e memoria.
Si dice che “gli occhi sono lo specchio dell’anima”, ma una nuova ricerca suggerisce che potrebbero essere anche una finestra sul cervello.
Le nostre pupille fanno molto di più che rispondere semplicemente alla luce. Indicano eccitazione, interesse o stanchezza mentale. La dilatazione delle pupille è persino usata dall’FBI per rilevare un inganno. Ora il lavoro effettuato nel nostro laboratorio al Georgia Institute of Technology indica che la dimensione di base delle pupille è strettamente legata alle differenze individuali nell’intelligenza. Quanto più le pupille sono grandi, tanto più grande è l’intelligenza, secondo le misurazioni ottenute con i test di ragionamento, attenzione e memoria. Nello specifico, in tre studi abbiamo scoperto che la differenza nella dimensione di base della pupilla tra le persone che hanno ottenuto il punteggio più alto nei test cognitivi e quelle che hanno ottenuto il punteggio più basso era abbastanza grande da essere rilevata a occhio nudo.
Abbiamo scoperto per la prima volta questa relazione sorprendente studiando le differenze nell’intensità dello sforzo mentale fatto dalle persone per completare i compiti di memoria. E abbiamo usato la dilatazione delle pupille come indicatore dello sforzo, una tecnica che lo psicologo Daniel Kahneman ha reso popolare negli anni sessanta e settanta. Quando abbiamo scoperto una relazione tra la dimensione di base della pupilla e l’intelligenza, non eravamo sicuri se fosse reale né sapevamo che cosa significasse.
Incuriositi, abbiamo effettuato diversi studi su larga scala reclutando più di 500 soggetti dai 18 ai 35 anni di età dalla comunità di Atlanta, in Georgia. Per misurare le dimensioni della pupilla dei partecipanti abbiamo usato un tracciatore oculare, un dispositivo che cattura il riflesso della luce sulla pupilla e sulla cornea grazie a una telecamera ad alta sensibilità e un computer. Abbiamo quindi misurato le pupille dei partecipanti a riposo mentre fissavano lo schermo di un computer vuoto per un massimo di quattro minuti. Per tutto il tempo, il tracciatore oculare registrava i dati da cui abbiamo poi calcolato la dimensione media della pupilla di ogni partecipante.
Per chiarezza, la dimensione della pupilla si riferisce al diametro dell’apertura circolare nera al centro dell’occhio. Può variare da due a otto millimetri circa, è circondata da un’area colorata nota come iride, responsabile del controllo delle dimensioni della pupilla, e si restringe in risposta alla luce intensa. Tra le altre cose, quindi, abbiamo mantenuto il laboratorio poco illuminato per tutti i partecipanti.
Nella fase successiva dell’esperimento, i volontari hanno completato una serie di test cognitivi progettati per misurare “l’intelligenza fluida”, cioè la capacità di ragionare su nuovi problemi, la “capacità di memoria di lavoro”, cioè l’abilità di ricordare le informazioni per un certo periodo di tempo, e il “controllo dell’attenzione”, cioè la capacità di concentrarsi in presenza di distrazioni e interferenze.
Come esempio di un test di controllo dell’attenzione, i partecipanti dovevano cercare di non guardare un grosso asterisco intermittente su un lato dello schermo di un computer e invece guardare nella direzione opposta per identificare una lettera. Quest’ultima sarebbe scomparsa in pochi istanti, quindi anche un breve movimento dell’occhio verso l’asterisco intermittente poteva impedire di vederla. Gli esseri umani sono predisposti a reagire agli oggetti che passano nella loro visione periferica – è quello che una volta ci permetteva di individuare un predatore o una preda – ma questo compito ha richiesto ai volontari di spostare la loro attenzione dall’asterisco intermittente alla lettera.
Abbiamo scoperto che una dimensione pupillare di base più grande era correlata a una maggiore intelligenza fluida, al controllo dell’attenzione e, in misura minore, alla capacità di memoria di lavoro, indicando un’affascinante relazione tra il cervello e l’occhio. È interessante notare che la dimensione della pupilla era correlata negativamente con l’età: i partecipanti più anziani tendevano ad avere pupille più piccole e più ristrette. Una volta aggiustati i dati per l’età, tuttavia, la relazione tra la dimensione della pupilla e la capacità cognitiva si è mantenuta.
Ma perché la dimensione della pupilla sarebbe correlata all’intelligenza? Per rispondere a questa domanda, dobbiamo capire che cosa succede nel cervello. La dimensione della pupilla è legata all’attività del locus coeruleus, un nucleo situato nella parte superiore del tronco cerebrale con connessioni neurali di vasta portata al resto del cervello. Il locus coeruleus rilascia norepinefrina, che funziona sia come neurotrasmettitore sia come ormone nel cervello e nel corpo, e regola processi come la percezione, l’attenzione, l’apprendimento e la memoria. Aiuta anche a mantenere una sana organizzazione dell’attività cerebrale in modo che regioni cerebrali distanti possano lavorare insieme per portare a termine compiti e obiettivi impegnativi.
La disfunzione del locus coeruleus, e la conseguente alterazione dell’attività cerebrale organizzata, è stata collegata a diverse condizioni, tra cui il morbo di Alzheimer e il disturbo da iperattività e deficit di attenzione. Infatti, questa organizzazione dell’attività è così importante che il cervello dedica la maggior parte della sua energia a mantenerla, anche quando non stiamo facendo nulla, come quando fissiamo lo schermo di un computer vuoto per minuti.
Un’ipotesi è che le persone che hanno pupille più grandi a riposo abbiano una maggiore regolazione dell’attività da parte del locus coeruleus, a vantaggio delle prestazioni cognitive e della funzione cerebrale a riposo. Sono necessarie ulteriori ricerche per indagare questa possibilità e determinare perché le pupille più grandi siano associate a una maggiore intelligenza fluida e al controllo dell’attenzione. Ma è chiaro che c’è più di quello che si vede.
Fonte: Le Scienze
