L’ATTENZIONE SPAZIALE SECONDO POSNER

Oltre allo studio dei processi attentivi rivolti verso determinati oggetti, che ho preso in considerazione fino ad ora, uno degli aspetti importanti dell’attenzione è l’orientamento spaziale verso il luogo in cui ci si aspetta che compaia lo stimolo. Se ne è occupato Michael Posner, il quale, intorno agli anni '80 e '90, ha sviluppato un modello basato sul riconoscimento di networks cerebrali specificatamente al servizio dei processi attentivi, anatomicamente separati e distinti da quelli propri di altre funzioni cognitive. Secondo Posner132_{, infatti, l'attenzione può essere scomposta in tre funzioni} principali:

1. vigilanza: la capacità di produrre e mantenere uno stato di allerta è una caratteristica importante dell'attenzione in quanto permette di rispondere ad uno stimolo in maniera più rapida. Una tale velocità nella risposta sensoriale comporta, tuttavia, un'elaborazione non accurata dello stimolo e, quindi, una possibilità maggiore di cadere 131 Ivi, p. 648.

132 Posner, M., Petersen, S.E. (1990) The attention system of the human brain, Annual Review of

in errore. Posner localizza tale caratteristica dell'attenzione nell'emisfero destro, e, sulla base di esperimenti e di alcune evidenze cliniche, avanza la possibilità di un ruolo cruciale svolto dal sistema noradrenergico, che è costituito da neuroni i cui somi si trovano nel locus coeruleus, nel mantenere elevato lo stato di vigilanza.

2. orientamento: alcune ricerche hanno evidenziato che l'orientamento dell'attenzione verso la localizzazione spaziale di uno stimolo aumenta l'efficienza e la rapidità con cui questo viene percepito. Il sistema dell'orientamento sarebbe localizzato nella corteccia parietale posteriore (per questo viene definito “sistema attenzionale posteriore); infatti, i pazienti affetti da lesioni in questa area cerebrale mostrano una generale difficoltà nello spostare l'attenzione da un luogo ad un altro.

3. rilevamento: la capacità di rilevare uno stimolo sensoriale costituisce, secondo la suddivisione di Posner, il sistema attenzionale anteriore o focale, implicato nell'elaborazione cosciente degli input e localizzato nella corteccia prefrontale mediale.

Tra i più importanti studi condotti da Posner vi è quello esposto in «Orienting of

attention»133 _{del 1980 in cui l’autore si propone di indagare il processo} dell’orientamento dell’attenzione con queste parole: «While orienting to stimuli in visual space is a restricted sense of attention, I believe that its study is capable of providing us both with important tests of the adequacy of general models of human cognition and with new insights into the role of attention in more complex human activity»134_{. Per “orientamento” Posner intende l’allineamento dell’attenzione con uno} stimolo esterno o con la posizione di uno interno presente nella memoria e deve essere

133 Posner, M. (1980) Orienting of attention, The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 32(1), pp. 2-25.

distinto dal “rilevamento” (detecting) in cui viene percepita la presenza dello stimolo135_. In alcuni pazienti con danni cerebrali, infatti, si mantiene la capacità di orientare l’attenzione ma non quella di rilevare lo stimolo. Un’altra distinzione, inoltre, è quella tra l’overt orienting, che si manifesta con un movimento della testa o degli occhi (saccade), ed il covert orienting, in cui non si ha alcun tipo di movimento oculare.

Lo scopo dell’esperimento riportato da Posner era quello di testare la capacità dei soggetti di spostare l’attenzione (attentional shift) senza il movimento degli occhi e, inoltre, la possibilità che suggerire la posizione in cui verrà trasmesso lo stimolo possa aumentare l’efficienza del rilevamento dello stesso. L’esperimento prevedeva che i soggetti fossero seduti di fronte allo schermo di un computer di cui dovevano fissare un punto centrale (punto di fissazione); in prossimità del punto di fissazione comparivano poi due segnali che dovevano essere interpretati come suggerimenti sul luogo di comparsa dello stimolo. I segnali erano due: il simbolo “+” indicava che lo stimolo poteva apparire sia alla sinistra che alla destra del punto di fissazione (prova neutra), ed il simbolo di una freccia che, a seconda della direzione in cui era rivolta, suggeriva la posizione dello stimolo. Se la freccia era rivolta a destra, ad esempio, vi era l’80% di possibilità che lo stimolo comparisse a destra dello schermo (suggerimento valido) e il 20% di possibilità che comparisse a sinistra (suggerimento invalido).

Il compito del soggetto consisteva nel rilevare la presenza dello stimolo premendo un pulsante; analizzando i tempi di reazione dell’esperimento era così possibile per gli autori valutare se vi fosse un reale beneficio, in termini di velocità di risposta, quando un target appare in una posizione attesa rispetto a quando appare in una posizione

inattesa. I risultati dimostrarono, in effetti, che nei casi in cui veniva utilizzato un suggerimento valido i tempi di reazione era minori rispetto alla prova neutra e soprattutto rispetto a quella con suggerimento invalido. In relazione a questo risultato, Posner osservò che:

The costs and benefits of a spatial cue are highly regular and it may seem surprising that many previous efforts were not successful in finding improvements in RT or threshold detection in similar experiments. One reason is that the overall effect seems to get smaller as the task is made more difficult. […] If the effect really is smaller in complex tasks, I believe that this may be because subjects have to reorient attention from visual input to internal structures. If subjects are required to discriminate between a letter and a digit, for example, calling attention to a position in space will not be very useful in an empty field such as used in these experiments. Subjects will have to reorient attention from spatial position to the area in memory that is available for analysis of the discrimination136_.

Rilevante per i fini di questa tesi è, inoltre, l'articolo di Posner pubblicato nel 1994 dal titolo «Attention: the mechanisms of consciousness»137_{. L'intento principale} dall'articolo è presentato da Posner in questo modo:

In this paper I propose to discuss the issue of consciousness in light of recent findings about attentional networks of the human brain that lead to selection of sensory information, activate ideas stored in memory, and mantain the alert state. I

136 Ivi, pp. 7-8.

137 Posner, M. (1994) Attention: The mechanisms of consciousness, Proceedings of the National

don't believe that any of these mechanisms are “consciousness” itself, just as DNA is not “life”, but I do believe that an understanding of consciousness must rest on an appreciation of the brain networks that subserve attention, in much the same way as a scientific analysis of life without consideration of the structure of DNA would seem vacuous138_.

Sebbene i meccanismi dell'attenzione, dunque, non si identifichino con quelli della coscienza, essi risultano, tuttavia, essere importanti per comprenderne il funzionamento. Dopo aver delineato una breve storia dello studio dell'attenzione, Posner richiama la tripartizione dei networks attenzionali precedentemente citata, ponendola come base necessaria per la costruzione di una neuroscienza cognitiva dell'attenzione. Tale costruzione, infatti, è possibile solamente partendo dall'assunto per cui i processi attentivi si differenziano dagli altri sia funzionalmente che anatomicamente ed interessano specifiche aree cerebrali, ognuna delle quali svolge un determinato compito.

Posner delinea due sistemi principalmente coinvolti nei processi attentivi: da una parte abbiamo un sistema posteriore, comprendente principalmente il lobo parietale, che è implicato nell'orientamento visivo e nello spostamento dell'attenzione. Tale sistema avrebbe come conseguenza quella di amplificare l'attività neurale delle aree impiegate nell'elaborazione dello stimolo su cui stiamo dirigendo l'attenzione139_{. Le interazioni tra} il sistema posteriore e la corteccia visiva potrebbero dare luogo a quella che Posner

138 Ivi, p. 7398.

139 «The sensory responses of neurons in several areas of the brain have been shown to have a greater discharge rate when a monkey attends to the location of the stimulus than when the monkey attends to some other spatial location». M. Posner, The Attention system of the human brain, cit. p. 27

definisce focal awareness, ossia la consapevolezza di un target su cui stiamo dirigendo la nostra attenzione; essa, tuttavia, non si identifica con la coscienza vera e propria. Posner, infatti, scrive: «One definition of consciousness involves awareness of the outside world, and the interactions of thalamic areas with the visual cortex are certainly important for achieving focal awareness. […] However, it would not be appropriate to say you are unaware of other objects in the field that are not the focus of attention»140_. Studi clinici condotti su pazienti affetti da lesioni parietali, infatti, dimostrano la possibilità di mantenere una consapevolezza di ciò che si trova nel campo visivo opposto al lobo danneggiato, sebbene vi sia difficoltà nell'orientare le proprie azioni in maniera adeguata rispetto a tali oggetti. Questo dimostrerebbe, secondo Posner, che i processi attentivi posteriori danno luogo ad un tipo di consapevolezza che, tuttavia, non esaurisce l'esperienza che abbiamo dell'essere coscienti.

Ad integrare le funzioni svolte dalle strutture posteriori sarebbe un secondo sistema, ossia il sistema attenzionale anteriore, formato soprattutto da strutture frontali come la corteccia prefrontale laterale e il giro cingolato anteriore, i quali svolgerebbero la funzione di controllo e di “network esecutivo”. Posner, infatti, scrive: «While specialized areas of the lateral prefrontal cortex appear to hold the relevant information on-line, the anterior cingulate would be playing a role in the executive functions of awareness and control discussed in cognitive studies and often found impaired in subjects with frontal damage»141_{. Tale sistema sarebbe implicato nelle azioni di guida e} ricerca visiva di tipo top-down e nel controllo volontario e cosciente dell'attenzione.

Oltre all’importanza rivestita dalle ricerche sull’attenzione spaziale,

140 Posner, M., Attention: The mechanisms of consciousness, p. 7400. 141 Ivi, p. 7401.

l’individuazione da parte di Posner di un sistema cerebrale specifico sottostante ai processi attentivi di vigilanza si inserisce in una fase in cui è significativa la discussione sulla veglia a onde alfa, anche chiamata “veglia attenta”. Le onde alfa sono caratterizzate da una frequenza che oscilla tra gli 8 e i 13 hertz e vengono rilevate dall’elettroencefalogramma quando il soggetto è in una condizione di rilassamento e di veglia ad occhi chiusi; la frequenza delle onde cerebrali cambia, infatti, quando vengono aperti gli occhi o durante il sonno. Esse si manifestano, dunque, in uno stato in cui il soggetto è rilassato ma vigile e predisposto a rispondere alle stimolazioni esterne. La discussione intorno allo stato caratteristico delle onde alfa ha coinvolto anche la possibilità che tale stato possa essere definito come cosciente, riaccendendo, così, l’interesse verso il tema della coscienza e favorendo la sua riapparizione nei manuali di psicologia in quanto argomento trattabile oggettivamente.