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La percezione sensoriale....

La percezione sensoriale.
1. L’uomo elaboratore di informazione
2. Il meccanismo della percezione
3. L’udito
4. La vista
5. Gli altri sensi.
Materiale relativo al corso di Tecnologie per la Disabilità del Politecnico di Torino (http://bit.ly/tecndisab), Anno Accademico 2011/2012

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    La percezione sensoriale La percezione sensoriale Presentation Transcript

    • ASPHIFondazione Onlus La percezione sensoriale Tecnologie per la disabilità – A.A. 2011/2012
    • Sommario1. L’uomo elaboratore di informazione2. Il meccanismo della percezione3. L’udito4. La vista5. Gli altri sensi 2 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’uomo elaboratore di informazioni La percezione sensoriale
    • La psicologia cognitiva “La psicologia cognitiva si occupa di tutti i processi per mezzo dei quali l’input sensoriale viene trasformato, ridotto, elaborato, immagazzinato, recuperato ed infine utilizzato.”  percezione  linguaggio  attenzione  soluzione di problemi  memoria  ragionamento  apprendimento  decisione  L’uomo come elaboratore di informazione4 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’uomo elaboratore di informazione L’informazione viene processata dal cervello dell’uomo secondo una serie di stadi ben definiti Attenzione Stimoli Decisione e Riconoscimento Esecuzione della selezione della Registri di pattern risposta risposta sensoriali Memoria a breve termine Memoria Memoria a lungo termine 5 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’uomo elaboratore di informazione I problemi funzionali possono essere a qualunque livello Attenzione Stimoli Decisione e Riconoscimento Esecuzione della selezione della Registri di pattern risposta risposta sensoriali Memoria a breve termine Memoria Memoria a lungo termine 6 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’uomo elaboratore di informazione L’elaborazione dell’informazione può avvenire in due modi Elaborazione guidata dai dati  i dati in ingresso avviano gli stadi di elaborazione fino al riconoscimento Elaborazione guidata dai concetti  la conoscenza di una probabile interpretazione ci aiuta a percepirla In generale: contributo di entrambi i tipi di elaborazione 7 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Elaborazione guidata dai dati e dai concetti http://www.mindmaptutor.com/8 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • FINISHED FILES ARE THE RESULTS OF YEARS OF SCIENTIFIC STUDY COMBINED WITH THE EXPERIENCE OF MANY YEARS.9 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Il meccanismo della percezione La percezione sensoriale
    • Sensazione e percezione Sensazione = impressione soggettiva, immediata e semplice che corrisponde a una determinata intensità dello stimolo fisico Percezione = l’organizzazione immediata, dinamica e significativa delle informazioni sensoriali, corrispondenti a una data configurazione di stimoli, delimitata nello spazio e nel tempo Informazione Sensazione Percezione 11 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Limiti organici Percepiamo solo forme di energia per cui abbiamo recettori sensoriali Recettori: cellule specializzate degli organi di senso che traducono l’energia fisica in segnali elettrici che raggiungono il cervello http://www.medicalook.com/human_anatomy/organs/ L’energia deve essere Somatic_senses.html sufficientemente intensa per essere rilevata 12 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Esempio di ricettori Ricettori dell’epidermide  Tatto  Temperatura  Dolore  Pressione http://www.exploringnature.org/ 13 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Quando rileviamo gli stimoli? Psicofisica: studio della variazione delle sensazioni al variare degli stimoli fisici Anche la più semplice dimensione fisica è soggetta ad una complessa analisi da parte del sistema nervoso  Relazioni non costanti Metodo psicofisico  Stimoli con grandezze intorno alla soglia di percezione  Decisioni elementari  Presentazione ripetuta degli stimoli Misura della soglia di percezione: lo stimolo è rilevato nel 50% dei casi Misura della discriminazione: il più piccolo cambiamento di uno stimolo in grado di essere percepito 14 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Esempi di soglia di percezione Senso Quantità minima di stimolazione Vista La fiamma di una candela in una notte serena e senza luna, a 45 km di distanza Udito Il ticchettio di un orologio a 6 m di distanza in un ambiente quieto Olfatto Una goccia di profumo nel volume equivalente a sei grandi stanze Tatto Lala di una mosca che cade sulla guancia dallaltezza di 1 cm Gusto Un cucchiaino di tè colmo di zucchero in circa 9 litri d’acqua La soglia di percezione in realtà varia in funzione del soggetto, attenzione, esercizio, stato emotivo, … 15 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Legge della potenza di Stevens Stanley Smith Stevens, 1956 Misura della soglia differenzialeS = giudizio sensoriale del soggettoI = intensità dello stimolok = costante che dipende dall’unitàdi misura scelta S = k • In Sn varia a seconda dello stimolo I 16 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Legge della potenza di Stevens Esempio di esponenti Stimolo Esponente Luminosità 0,33 Percezione “minore” Intensità sonora 0,67 Lunghezza 1 Calore 1,6 Percezione “maggiore” Scossa elettrica 3,5 17 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La percezione L’energia dello stimolo (input) è trasformata in un impulso nervoso Apparati sensoriali: trasduttori  Organi separati per i vari “sensi” Sistema nervoso centrale: elaboratore, integratore  Organo “unico” http://brainwaves.corante.com/ 18 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Alcuni dati di fatto Gli stimoli sono ricchi di informazione I sensi hanno molto in comune ed interagiscono fra loro Particolare sensibilità ai cambiamenti  Cambiamento = potenziale pericolo… Il sistema sensoriale di regola è molto efficiente ma può essere “ingannato”  La conoscenza preacquisita e le aspettative influenzano la percezione Illusioni: strumento utile e divertente per rivelare le caratteristiche della percezione 19 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Le illusioni Aiutano a “capire” come funziona la percezione Griglia di Hermann http://it.wikipedia.org/ 20 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • http://www.mcescher.altervista.org/Le illusioni Ambiguità di intepretazione Discordanza fra dati e concetti David Marr: “percepire è costruire un significato” M.C. Escher, “Cascata” 21 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Il “cammino” della percezione Corteccia associativa Corteccia secondaria Centri sensoriali del Sistema Nervoso Corteccia primaria CentraleNuclei intermedi (talamo) Vie sensoriali afferenti http://saluteolistica.blogspot.com/ Recettori sensoriali 22 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • I recettori Esterocettori  Raccolgono stimoli provenienti dall’ambiente esterno  Sono localizzati sulla superficie dell’organismo  Tradizionalmente classificati in recettori per la vista, l’udito, il tatto, l’olfatto, il gusto Enterocettori  Raccolgono stimoli provenienti dall’ambiente interno  Sono localizzati in profondità  Viscerocettori: raccolgono stimoli dai visceri per coordinare la vita vegetativa e quindi i processi omeostatici  Recettori dell’equilibrio: raccolgono informazioni sulla posizione e sui movimenti di tutto il corpo  Propiocettori: raccolgono informazioni sulle posizioni relative e i movimenti dei vari muscoli 23 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Esterocettori Convertono uno stimolo fisico o chimico in un potenziale d’azione che trasmetterà le caratteristiche qualitative e quantitative dello stimolo stesso al Sistema Nervoso Centrale Sono “selettivi”: dedicati ad una specifica forma di energia detta anche modalità sensoriale Sono “altamente sensibili” perché possono amplificare gli stimoli che ricevono Potenziale di riposo del recettore: le sue variazioni possono dare l’avvio alla trasmissione del segnale nervoso che generalmente si comporta come un fenomeno “tutto o nulla” Il tipo di sensazione dipende dalla via nervosa seguita 24 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Classificazione dei recettori In base alla forma di energia per la quale sono selettivamente sensibili  Chemocettori (energia chimica)  Meccanocettori (energia meccanica)  Termocettori (energia termica)  Fotocettori (energia luminosa)  Elettrocettori (energia elettrica)  Recettori acustici (onde sonore) 25 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Tipi di cellule Neuroni modificati  Semplici  Complessi Cellule specializzate 26 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La trasmissione dellostimolo Se lo stimolo continua il recettore cessa di reagire al segnale “Adattamento” I recettori del dolore o quelli legati alle funzioni dell’equilibrio non si adattano o si adattano molto lentamente 27 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Organizzazione periferica Un singolo neurone afferente con tutte le sue terminazioni recettoriali è un’unità sensoriale L’area del corpo che, se stimolata, genera attività in un’unità sensoriale o in un altro neurone della via afferente è detto il campo recettivo di quel neurone L’ampiezza del campo recettivo varia inversamente alla densità dei recettori Un’alta densità recettoriale dà origine a piccoli campi recettivi, che generano una maggiore acuità o abilità discriminativa dell’input La sovrapposizione di campi recettivi permette interazioni tra inputs sensoriali e raffina la discriminazione sensoriale 28 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Organizzazione centrale Vie sensoriali specifiche (afferenti primarie) trasmettono informazione da un unico tipo di recettore sensoriale a specifiche aree primarie riceventi della corteccia cerebrale circa un unico tipo di stimolo. Vie non-specifiche convogliano informazione da più di un tipo di unità sensoriali alla formazione reticolare bulbo- pontina e al talamo L’arrangiamento delle vie sensoriali dà origine a convergenza o divergenza dell’input sensoriale Ciò influenza la qualità della sensazione a livello conscio o subconscio all’interno del Sistema Nervoso Centrale 29 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Le vie sensoriali La via olfattiva proietta dal naso direttamente alla corteccia La via dell’equilibrio proietta al cervelletto con una diramazione alla corteccia attraverso il talamo Tutte le altre vie passano attraverso il talamo prima di proiettare alle loro aree corticali specifiche Copyright © 2007 Pearson Education, Inc. 30 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Le vie sensoriali31 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’organizzazione funzionale del cervello Le strutture cerebrali possiedono un’organizzazione funzionale http://www.colorado.edu/ 32 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Le tecniche di brain imaging Le tecniche di brain imaging rilevano le funzioni cerebrali in vivo, permettondo di osservare cosa accade nel cervello quando siamo impegnati in qualche azione, o sottoposti a stimoli percettivi La PET(Positron Emission Tomography), la SPECT (Single Photon Emission computed Tomography) e la risonanza magnetica funzionale sono tra le tecniche più usate Queste tecniche misurano principalmente lafflusso di sangue nelle varie regioni cerebrali Le aree attive del cervello usano maggiore energia e quindi richiedono un più elevato rifornimento di ossigeno e glucosio 33 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • PET (Positron Emission Tomography)34 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • I due emisferi del cervello http://www.fisiokinesiterapia.biz/ Gli emisferi cerebrali destro e sinistro sono quasi identici e posti in maniera speculare l’uno rispetto all’altro Gli emisferi si scambiano informazioni tramite un fascio di fibre che li collega, chiamato corpo calloso L’emisfero sinistro controlla i movimenti e la sensibilità della parte destra del corpo e viceversa: le fibre nervose provenienti dai due emisferi cerebrali si incrociano a livello del midollo allungato Esiste una specializzazione emisferica 35 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’uditoLa percezione sensoriale
    • Lo stimolo uditivo Il suono è prodotto dalle vibrazioni di un mezzo elastico (aria, legno, …) Le onde sonore possono essere descritte in termini di frequenza ed ampiezza La maggior parte dei suoni è il risultato della sovrapposizione di un numero infinito di onde con frequenza e ampiezza variabili 37 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La frequenza  Un suono puro è costituito da un’onda sinusoidale di frequenza costante  Si misura in hertz (Hz), dove 1 Hz caratterizza un “evento” che occorre una volta in un secondohttp://www.cattolica.info/ 38 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’ampiezza Definisce la variazione massima della pressione dell’aria http://www.cattolica.info/ Si misura in Pascal (N/m2) Più spesso si fa riferimento all’ampiezza di un suono in rapporto alla soglia uditiva dell’orecchio (20 p) Tale rapporto si esprime in decibel (dB) 39 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Livelli audio(decibel) Scala logaritmica Soglia di udibilità: 0 dB Soglia del dolore: 120 dB http://apritisangia.splinder.com/ 40 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La sensibilità dell’orecchio L’orecchio umano è sensibile a frequenze comprese fra 20 e 20000Hz La massima sensibilità è per frequenze comprese fra 2000 e 5000 Hz In realtà la facoltà dell’orecchio umano di distinguere i diversi suoni dipende  Dalla frequenza  Dall’ampiezza  Dall’età (la sensibilità alle alte frequenze diminuisce con gli anni)  Dai suoni uditi precedentemente (fenomeni di mascheramento, bande critiche) 41 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La soglia di udibilità http://www.tangible-technology.com/ parlato42 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Le variabili psicofisiche Tonalità  Attributo del suono che permette di collocarlo all’interno della scala musicale (da basso ad alto)  In prima approssimazione è proporzionale al logaritmo della frequenza Sensazione sonora  Attributo del suono che permette di collocarlo all’interno di una scala da debole a intenso  Cresce con l’intensità del suono, ma è influenzata anche dal contenuto spettrale Timbro  Attributo del suono che permette di distinguere due suoni che hanno lo stesso tono e sensazione sonora  Permette di identificare gli strumenti musicali 43 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’orecchio http://www.associazioneairs.it/ http://www.audika.it/44 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’orecchio L’orecchio esterno raccoglie le onde sonore e funzionando come un imbuto le convoglia in uno stretto tubo, il condotto uditivo esterno, che va all’interno dell’orecchio Alla fine del condotto uditivo esterno c’è la membrana del timpano Il timpano è una membrana sottile che vibra quando viene colpita dalle onde sonore Il timpano è collegato ad una serie di tre ossicini, martello, incudine e staffa, che si trovano all’interno dell’orecchio medio La catena ossiculare trasmette le vibrazioni sonore in un piccolo organo all’orecchio interno detto coclea (o chiocciola), una struttura di circa 0.5cm per 1 cm che ha la forma del guscio della chiocciola L’orecchio interno contiene una soluzione salina che trasmette i cambiamenti di pressione all’interno della coclea Dentro la coclea si trovano le cellule ciliate che traducono le vibrazioni sonore in impulsi nervosi e li trasmettono al nervo acustico Il nervo acustico (ottavo nervo cranico) porta il messaggio sonoro fino al cervello, dove il suono viene interpretato 45 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La coclea Composta essenzialmente da una spirale ossea collegata ad un canale cocleare Compie 2 giri e 3/4 attorno al proprio asse che prende il nome di modiolo Il canale cocleare è diviso longitudinalmente da due membrane, la membrana basilare e la membrana vestibolare (o di Raissner) http://www.audioprotesisti.org/ 46 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La membrana basilare Ha dimensioni crescenti e rigidezza decrescente (dalla finestra ovale all’apice) Reagisce alla pressione esercitata dall’onda sonora creando un’onda progressiva che si sposta dalla finestra ovale all’apice Lo spostamento massimo dipende dalla frequenza del suono  Alte frequenze: massimo vicino alla finestra ovale  Basse frequenze: massimo vicino all’apice http://www.cs.indiana.edu/ 47 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’organo del Corti Sulla membrana basilare è posto l’Organo del Corti, il vero organo neuro-sensoriale uditivo, responsabile della trasduzione dellimpulso cinetico in elettro-chimico 48 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’organo del Corti Costituito da cellule di sostegno e da cellule sensitive acustiche che rappresentano i recettori uditivi, le cellule ciliate 49 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Le cellule ciliate Sono dotate di ciglia Si divisono in cellule ciliate esterne, circa 20.000, e cellule ciliate interne, circa 3-4.000) Sopra l’organo del Corti è posta la membrana tettoria che sovrasta i peli delle cellule acustiche Quando la base del condotto cocleare vibra (membrana basilare) determina un avvicinamento dei peli alla membrana tettoria che causa l’attivazione delle cellule acustiche Lo stato di eccitazione viene trasmesso ai centri acustici del cervello tramite le fibre nervose del nervo acustico cocleare Le cellule ciliate interne, seppure in numero minore rispetto a quelle esterne, sono le vere cellule uditive: sono loro che, liberando un particolare neurotrasmettitore, il glutammato, attivano le fibre nervose afferenti che trasportano l’informazione sensoriale dall’organo del Corti verso il cervello http://www.unmc.edu/ 50 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La percezione dello spazio uditivo Localizzazione di una sorgente sonora Il meccanismo fondamentale si basa sul fatto di avere due orecchie Tramite l’ascolto binaurale il sistema percettivo è in grado di confrontare le caratteristiche fisiche del suono che perviene alle due orecchie e di ricavare, da tale confronto, informazioni sulla posizione della sorgente che lha generato I segnali che arrivano alle due orecchie presentano delle differenze http://www.audiosonica.com/ 51 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Ascolto binaurale Differenza di tempo (fase)  La distanza dalla sorgente sonora delle due orecchie è diversa, e ciò si traduce in una differenza nel tempo di arrivo di ciascun segnale  Naturalmente ciò implica una differenza di fase in quanto ritardo in tempo e differenza di fase sono intrinsecamente correlate Differenza di ampiezza  Le ampiezze dei due segnali sono diverse sia perché l’ampiezza diminuisce all’aumentare della distanza sia perché il segnale che deve raggiungere l’orecchio più lontano deve aggirare l’ostacolo della testa e nel fare ciò perde energia  Inoltre le frequenze più alte non riescono a superare l’ostacolo quindi i due segnali differiranno anche per il contenuto in frequenza  Questo è il motivo per cui risulta difficile individuare la direzione di provenienza delle basse frequenze: queste sono in grado di oltrepassare gli ostacoli senza una perdita di energia rilevante e dunque i suoni che arrivano alle due orecchie sono pressoché identici Differenza nel contenuto armonico  Una delle due onde deve “girare attorno” alla testa per raggiungere l’orecchio più lontano  Ciò comporta una leggera perdita sulle alte frequenze a causa della diffrazione 52 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Disturbi della funzione uditiva Sordità: perdita totale delle capacità uditive Ipoacusia o compromissione dell’udito: perdita parziale, con livelli che vanno da leggera a moderata, grave, profonda Se il disturbo interessa un solo orecchio si definisce unilaterale. Due grandi categorie dal punto di vista clinico-audiometrico, in base alla localizzazione del problema: Ipoacusia di trasmissione: è causata da malformazioni, traumi ma soprattutto processi infiammatori a carico dell’apparato di trasmissione dei suoni nell’orecchio esterno e medio  L’esempio più classico è l’infezione dell’orecchio medio nell’infanzia (otite), che generalmente non provoca deficit gravi dell’udito (non oltre i 50-55 dB) Ipoacusia neurosensoriale: dovuta a problemi dell’orecchio interno o del nervo acustico, che riducono la percezione di alcune frequenze e fanno sì che i suoni appaiano distorti  Tra le cause più frequenti ci sono l’esposizione a rumori e l’invecchiamento 53 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Impianto cocleare Dispositivo che consente di sentire ad adulti e bambini affetti da sordità profonde Fornisce degli impulsi elettrici direttamente alle fibre del nervo acustico bypassando le cellule dell’orecchio interno (cellule ciliate) danneggiate Gli impulsi una volta raggiunto il cervello vengono interpretati come suoni  Non è un apparecchio acustico, che semplicemente amplifica i suoni Può essere applicato in quei soggetti che presentano un’ipoacusia neurosensoriale grave o profonda bilaterale, con scarso o nessun beneficio dall’utilizzo di una protesi acustica e con forti motivazioni ed aspettative 54 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Impianto cocleare È costituito da una parte interna costituita dal ricevitore/ stimolatore con il filo porta elettrodi (array) … http://www.infosordita.it/ 55 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Impianto cocleare … ed una parte esterna costituita dall’elaboratore del linguaggio e l’headset (microfono, antenna, cavo di collegamento) http://www.infosordita.it/ 56 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Per curiosità Effetti e illusioni acustiche  http://fisicaondemusica.unimore.it/Effetti_e_illusioni_acustiche. html 57 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La vistaLa percezione sensoriale
    • Lo stimolo visivo La luce fa parte dello spettro elettromagnetico Locchio umano è sensibile a lunghezze d’onda comprese fra 400 nm (violetto) e 700 nm (rosso) 400nm 700nm I colori che noi vediamo non sono un’unica onda, ma una combinazione di onde e quindi di differenti colori Stimolo fisico: descritto da lunghezza d’onda, purezza e ampiezza Percezione: descritta da angolo cromatico, saturazione e luminosità 59 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Il colore Il colore di un oggetto è determinato dal tipo e dalla quantità di luce che assorbe http://teachers.wlps.net http://www.valdosta.edu/ 60 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Definizioni percettive Tinta o angolo cromatico  Corrisponde al nome che comunemente viene usato per definire una certa sensazione di colore, come rosso, giallo, verde, ...  Legata alla lunghezza d’onda dominante http://gimp.linux.it/ 61 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Definizioni percettive Saturazione  Esprime la percentuale di bianco diluita nel colore puro  I colori puri sono saturi al 100% , mentre per i grigi il valore di saturazione è nullo  Legata al rapporto fra l’energia relativa alla frequenza dominante e l’energia totale 62 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Definizioni percettive Brillantezza  Corrisponde all’energia luminosa associata ad un oggetto emittente Luminosità  Corrisponde all’energia luminosa associata agli oggetti riflettenti Legate all’intensità (relazione ~logaritmica) 63 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La visione Trasduttore: occhio Recettori: sulla retina Trasmissione neurale: nervo ottico Incrocio nel chiasma ottico http://scienceblogs.com/ Corteccia visiva (lobo occipitale) 64 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’occhio Palpebra: protezione dell’occhio Sclera (bianca): strato di connettivo fibroso Cornea (trasparente) Pupilla: foro d’entrata  Regolazione dell’apertura (muscoli radiali e circolari) Iride: diaframma pigmentato 65 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’occhio Cristallino: lente biconvessa che fa convergere i raggi luminosi sulla retina Sospeso da legamenti sospensori Fovea: piccola porzione della retina, in cui è massima lacuità visiva  ha un diametro inferiore al mezzo millimetro, corrispondente ad un angolo visivo http://retina.umh.es/ di un solo grado 66 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La retina  È la più interna delle tre tuniche che costituiscono la parete del bulbo oculare  È una membrana sottile, delicata, e trasparente, leggermente rosea perché vascolarizzata  È deputata alla ricezione degli stimoli luminosi e alla loro trasformazione in segnali nervosi che, quindi, vengono trasmessi fino alle strutture cerebrali  Contiene i fotocettori, sensibili alla luce67 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • I fotocettori (o fotorecettori) Coni e bastoncelli contengono pigmenti sensibili alla luce che, per effetto delle radiazioni luminose, subiscono trasformazioni biochimiche I coni permettono la visione dei colori (3 tipi di pigmenti) in condizioni di buona illuminazione  Sono circa 7 milioni, concentrati nella fovea I bastoncelli permettono la visione in bianco e nero in condizioni di scarsa illuminazione  Sono circa 125 milioni, distribuiti sulla retina (nessuno nella fovea)  Hanno 1 solo tipo di fotocettore (rodopsina) http://www.iapb.it/ 68 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Distribuzione spaziale dei fotocettori http://www.uxmatters.com/ In corrispondenza del nervo ottico c’è un’area priva di fotocettori “Punto cieco” 69 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Sensibilità alla luce In condizioni di scarsa illuminazione http://www.phys.ufl.edu/ 70 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • I coni Contengono tre proteine fotorecettrici diverse (opsine con alcuni aminoacidi di differenza) una sensibile soprattutto al rosso, una al verde e una al blu Ogni cellula a cono http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ esprime un solo tipo di recettore opsina, capace di assorbire la luce in una regione dello spettro L’uomo distingue colori e sfumature integrando i segnali che provengono dai tre tipi di coni 71 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Sintesi additiva dei colori Mescolanza di luci colorate Punto di partenza: nero, cioè assenza di luce Colori primari: rosso, verde, blu La mescolanza di due colori primari produce un colore secondario Colori secondari: giallo, magenta e ciano http://www.ilcorto.it/ Usata nei monitor RGB  Es: monitor LCD http://www.mirai.eu/ 72 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Colori complementari I colori complementari sono mutuamente esclusivi Quando la miscela di due radiazioni dà luce bianca, i colori sono complementari verde & magenta rosso & ciano blu & giallo http://www.hintsandthings.co.uk/ 73 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Effetti consecutivi74 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Griglia di Hermann Fenomeno dell’inibizione laterale  L’intensità di un punto percepita dall’occhio non è semplicemente quella percepita da un singolo neurone, ma è il risultato dell’interazione di un gruppo di recettori che costituiscono il campo recettivo  Il centro del campo recettivo ha valore eccitatorio sul segnale nervoso prodotto, mentre i recettori circostanti hanno attività inibitoria  Poiché nella griglia di Hermann il punto di incrocio tra due linee è circondato da un’intensità luminosa totale maggiore, rispetto agli altri punti delle linee, ciò comporta un maggiore effetto inibitorio dovuto ai recettori periferici e l’area appare più scura http://it.wikipedia.org/ 75 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Disturbi nella percezione dei colori Tricromatismo = visione normale Dicromatismo = mancanza di uno dei 3 tipi di ricettore Monocromatismo = impossibilità della visione a colori Il termine comunemente usato, “daltonismo”, prende origine da John Dalton, un fisico e chimico inglese che nel 1798 descrisse un’anomalia congenita della visione dei colori di cui era affetto lui stesso. Possono essere congeniti o acquisiti Alcuni difetti congeniti (visione rosso-verde) sono piuttosto comuni  Legati ad un gene recessivo  Nei Caucasici, circa l’8% della popolazione maschile e lo 0,5% di quella femminile, mentre il 15% della popolazione femminile è portatrice sana (eterozigote)  Molto meno frequente negli altri gruppi di popolazione (3-4%) 76 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Disturbi nella percezione dei colori Raggruppati in quattro grandi classi Acromatopsia (o monocromatismo dei bastonceli): difetto generalizzato in tutti i coni, indipendentemente dal tipo  Cecità ai colori completa o parziale, acuità visiva ridotta, fotofobia, nistagmo (movimenti oscillatori, ritmici e involontari dei globi oculari)  Può essere congenita (genetica, trasmessa come carattere autosomico dominante), degenerativa (distrofia dei coni) o cerebrale Monocromatismo dei coni blu: i coni si sviluppano normalmente, ma la retina non è in grado di produrre né il pigmento verde né quello rosso, per cui solo i coni sensibili al blu funzionano normalmente  Aspetti clinici simili all’acromatopsia ma meno severi  Difetto (molto raro) trasmesso con ereditarietà recessiva associata al cromosoma X 77 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Disturbi nella percezione dei colori Tritanopia: rara anomalia associata a mutazioni del gene delle opsine dei coni blu  Difetti nella discriminazione dei colori a bassa frequenza (blu- giallo), acuità visiva normale  Congenita (genetica, trasmessa come carattere autosomico dominante) Difetti legati alla visione del rosso-verde  I più comuni  Difetti trasmessi con ereditarietà recessiva associata al cromosoma X  Suddivisi in quattro classi basate sulla severità e sul tipo di fotorecettore coinvolto (gene delle opsine dei coni verdi o dei coni rossi) 78 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Disturbi dei recettori rosso-verde Difetti severi: presenza di due tipi di fotoricettori, visione dicromatica  Protanopia: solo coni blu e verdi, nessun cono rosso funzionante (~1% della popolazione caucasica maschile)  Deuteranopia: solo coni blu e rossi, nessun cono verde funzionante (~1% della popolazione caucasica maschile) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ 79 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Disturbi dei recettori rosso-verde Difetti più leggeri: presenza dei tre tipi di fotoricettori, visione tricromatica anomala  Protanomalia: coni blu e verdi normali, più coni simil-verde anomali (~1% della popolazione caucasica maschile), diminuita sensibilità al rosso  Deuteranomalia: coni blu e rossi normali, più coni simil-rosso anomali (~5% della popolazione caucasica maschile), diminuita sensibilità al verde http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ 80 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Riepilogo Classe Coni Frequenza Visione normale B G R Protanopia B G 1% Protanomalia B G G 1% Deuteranopia B R 1% Deuteranomalia B R R 5% Tritanopia G R ~1 su 103 Monocromatismo dei coni blu B ~1 su 105 Acromatopsia ~1 su 3x10481 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Test di Ishiharahttp://www.colour-blindness.com/ 82 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Impianto retinico o retina artificiale Ha lo scopo di “sostituire” i fotoricettori della retina danneggiata, così da ripristinare un’adeguata sensazione luminosa. Schematicamente consta di una griglia di micro-elettrodi (fotorecettori artificiali) che vengono attivati dalla stimolazione luminosa e danno così via all’attivazione del segnale luminoso che percorre la via ottica fisiologica fino alla corteccia visiva http://www.visioeng.it/ 83 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • http://www.visioeng.it/Impianto retinico o retina artificiale Fattore indispensabile per procedere con l’impianto: retina danneggiata ma nervo ottico sano (es: retinite pigmentosa) Stima: http://www.visioeng.it/ 84 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • La corteccia visiva Il termine corteccia visiva si riferisce principalmente alla corteccia visiva primaria (nota anche come corteccia striata o V1)  possiede una mappa molto ben definita dellinformazione spaziale nella visione: “ingrandimento corticale”  Larea V1 invia informazioni a molte aree visive secondarie a cui sono stati attribuiti svariati nomi ( V2,V3,V4,V5...) http://www.iapb.it/ 85 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Cecità Percezione ottico-visiva ridottissima o nulla (cecità parziale o totale  Congenita  Derivata da gravi affezioni dell’apparato visivo: cataratta (rende opaco il cristallino), degenerazione maculare legata all’età (colpisce la zona centrale della retina), glaucoma (provoca un danno cronico e progressivo del nervo ottico e dello strato delle fibre nervose retiniche), …  In seguito a traumi: distacco della retina 86 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Gli altri sensiLa percezione sensoriale
    • Il tatto Su ogni centimetro quadrato di pelle si trovano mediamente circa 130 recettori tattili http://www.benessere.com/ 88 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Il tatto Cellule di Merkel o sensori proporzionali (sensori P),  Registrano semplicemente la pressione esercitata sulla cute Corpuscoli di Meissner o sensori differenziali (sensori D)  Non reagiscono a una pressione persistente, ma solo a variazioni di pressione: rispondono in modo particolarmente intenso alle variazioni di pressione sulla cute, ma reagiscono poco se questa rimane costante Corpuscoli di Ruffini o sensori proporzionali - differenziali (sensori PD)  Reagiscono maggiormente agli stimoli veloci che a quelli lenti, ma non si adattano mai completamente: misurano la tensione del derma e sono ancora più sensibili alle variazioni di tensione Corpuscoli di Vater-Pacini o sensori di accelerazione (sensori PC)  Rispondono solo a stimoli tattili che variano rapidamente, ad esempio le vibrazioni 89 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Disturbi della sensibilità tattile Possono essere associati a tutte le condizioni patologiche che comportino lesioni delle vie o dei centri nervosi relativi, o possono comparire anche in malattie generali dell’organismo Possono essere più o meno estesi  Ipoestesia: riduzione della sensibilità  Anestesia: scomparsa della sensibilità  Iperestesia: aumento abnorme della sensibilità  Parestesia: alterazioni qualitative della sensibilità Le lesioni della corteccia cerebrale parietale comportano disturbi negli aspetti più complessi della sensibilità tattile, con perdita della capacità di riconoscere la forma e la natura degli oggetti mediante la palpazione ad occhi chiusi (astereognosia o agnosia tattile) 90 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Il gusto I chemorecettori del gusto, le gemme gustative, sono distribuite nel cavo orale (palato, arcate palatine, faringe e laringe), con una maggiore concentrazione sulla superficie dorsale della lingua Le gemme gustative, riunite in gruppi da 1 a 5, formano le papille gustative Ciascuna gemma è costituita da 40-50 cellule con la capacità di trasmettere il segnale chimico percepito in impulso nervoso, che fibre nervose ad esse connesse trasporteranno fino al cervello 91 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Il gusto Quattro tipi di papille gustative: fungiformi, foliate, circumvallate e filiformi (che però non contengono recettori gustativi) http://library.thinkquest.org/ 92 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Il gusto Il gusto dipende dalla percezione sinergica di cinque gusti fondamentali: amaro, aspro, dolce, salato e umami (sapore di glutammato) Un tempo si credeva che le papille gustative che si trovano nelle diverse zone fossero differenti le une dalle altre  “Mappe”: una semplificazione eccessiva http://classe2c.pbworks.com/ Recenti studi di elettrofisiologia dimostrano invece che tutti i recettori gustativi sono più o meno strutturalmente simili e che ogni recettore è in grado di venir stimolato da sapori diversi 93 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Il gusto Ciascuna gemma gustativa pur essendo in grado di rispondere a tutti i sapori fondamentali possiede una sua “preferenza” che la rende in grado di essere stimolata anche da bassissime concentrazioni del suo sapore preferito  Le gemme per il dolce sono particolarmente concentrate sulla punta della lingua, per l’amaro alla base, per l’acido sui bordi, mentre la sensibilità per il salato sarebbe distribuita uniformemente su tutta la superficie della lingua Gusto Sostanza Soglia Esempi di soglia Salato Cloruro di sodio 0,01 M di percezione Acido Acido cloridrico 0,0009 M M = mole, quantità di sostanza che Dolce Saccarosio 0,01 M contiene un numero di Avogadro di Amaro Chinino 0,000008 M particelle (6,022 1023 ) Umami Glutammato 0,0007 M 94 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Disturbi del gusto Ageusia: perdita completa della sensibilità al gusto  Può essere parziale (insensibilità al dolce, salato, …) o totale Disgeusia: alterazione del senso del gusto  Ipergeusia: sensibilità in eccesso  Ipogeusia: sensibilità in difetto Molteplici cause, congenite o acquisite  Assenza totale o parziale dei recettori gustativi  Processi tossinfettivi sia locali che generali e malattie neuro-endocrine  Affezioni del sistema nervoso, ad esempio lesione del nervo trigemino e glossofaringeo, paralisi facciale  Traumi cranici, neoplasie, dermopatie  Tabagismo, carenze vitaminiche, effetti collaterali di alcuni farmaci 95 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’olfatto La mucosa olfattiva è situata nel tetto delle cavità nasali Gli assoni delle cellule sensoriali primarie della mucosa olfattiva penetrano nella lamina cribrosa tramite fori e prendono contatto con i grossi neuroni del bulbo olfattivo Molte centinaia di cellule sensoriali prendono contatto con una sola cellula nervosa Un odore viene riconosciuto solo quando tutte le cellule sensoriali contigue scaricano contemporaneamente 96 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’olfatto97 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’olfatto Tutti i tentativi di classificare le qualità olfattive sono finora falliti In passato si pensava che ogni odore potesse essere descritto con appena sette caratteristiche distintive (canfora, muschio, fiori, menta, etereo, pungente, putrido) Attualmente si sa che esistono almeno 50 differenti “odori primari”, ma il nostro linguaggio non ci permette di descrivere correttamente le sensazioni provate È certo che la capacità olfattiva dell’uomo è assolutamente insignificante in rapporto a quella degli animali, i quali sono in grado di distinguere migliaia di odori 98 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • L’olfatto “Ruota”degli odori  Usata nella degustazione del vino http://blog.aivia.it/ 99 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Disturbi dell’olfatto Modificazioni qualitative  Parosmia: percezione di un odore che non esiste nell’ambiente (allucinazione olfattiva) oppure percezione erronea di un odore reale Modificazioni quantitative  Iperosmia: aumentata percezione degli odori  Iposmia: diminuita percezione degli odori  Anosmia: perdita totale della percezione degli odori Possono dipendere da  Cause meccaniche (rinite allergica, rinite vasomotoria, polipi etmoidali, tumori nasali e rinofaringei che impediscono allaria inspirata di raggiungere e stimolare larea olfattiva)  Cause traumatiche (fratture delletmoide, traumi occipitali o frontali con strappamento per contraccolpo dei nervi olfattivi)  Cause infettive (tifo, riniti, sinusiti, influenza)  Atrofia della mucosa olfattiva (rinopatia atrofica ozenatosa)  Disendocrinie (acromegalia, ipotiroidismo)  Processi morbosi del sistema nervoso centrale (processi neoplastici o degenerativi) 100 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012
    • Licenza d’uso Queste diapositive sono distribuite con licenza Creative Commons “Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo 2.5 Italia (CC BY-NC-SA 2.5)” Sei libero:  di riprodurre, distribuire, comunicare al pubblico, esporre in pubblico, rappresentare, eseguire e recitare questopera  di modificare questopera Alle seguenti condizioni:  Attribuzione — Devi attribuire la paternità dellopera agli autori originali e in modo tale da non suggerire che essi avallino te o il modo in cui tu usi lopera.  Non commerciale — Non puoi usare questopera per fini commerciali.  Condividi allo stesso modo — Se alteri o trasformi questopera, o se la usi per crearne unaltra, puoi distribuire lopera risultante solo con una licenza identica o equivalente a questa. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/it/ 101 Tecnologie per la disabilità A.A. 2011/2012