Esiste un senso del numero? Probabilmente sì: si misura negli occhi

Ma come funziona questa proprietà “adattiva” delle pupille?

Immaginiamo di osservareimmagini che contengono un numero variabile di punti isolati da 18 a 24. Le cose cambiano completamente se  questi stessi punti sono uniti da linee, uno stratagemma che serve a generare un’illusione visiva chiamata “illusione da connessione”, ebbene, è stato osservato che le pupille si dilatano maggiormente guardando insiemi di elementi più numerosi.

“Quando ci guardiamo attorno percepiamo immediatamente le forme, le dimensioni, il movimento e il colore di ciò che ci circonda. Con altrettanta immediatezza percepiamo anche il numero di oggetti o persone che abbiamo di fronte”,  spiega il professor David Burr dell’Università di Firenze, corresponding author del lavoro.

Si tratta di un’abilità, che possiedono anche con altri animali e che è molto importante da un punto di vista evolutivo.

“In base a quanti nemici ho di fronte posso decidere se attaccare o scappare, oppure posso scegliere di stare o meno in un luogo in base alla quantità di cibo o di partner che stimo di poter trovare. L’informazione numerica è così importante che si pensa esista un vero e proprio “senso del numero” che ci consente di stimarla rapidamente”.

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L’illusione che inganna

Data l’importanza di saper percepire le quantità numeriche in modo immediato, i ricercatori si sono chiesti se questa abilità fosse in grado di determinare conseguenti risposte fisiologiche automatiche, anche se molto primordiali. Per dare una risposta a questa logica curiosità, gli studiosi hanno proposto un test a dei volontari.

In pratica hanno mostrato ad alcuni adulti immagini con punti isolati o collegati da linee. Come detto, in quest’ultimo caso hanno generato un’illusione: quando infatti i punti sono collegati da linee, vengono percepiti come se fossero meno di quanti non siano in realtà.

Mentre i volontari osservavano passivamente le immagini i ricercatori misuravano il loro diametro pupillare, senza che fosse loro specificato di dare attenzione al numero di punti.

I risultati del test

“I risultati hanno mostrato che, sebbene il numero di pixel (bianchi o neri) fosse lo stesso in tutte le immagini e la luce totale fosse quindi costante, il diametro della pupilla variava in base al numero percepito di punti”, spiega la professoressa Paola Binda dell’Università di Pisa.

“La variazione del diametro della pupilla era massima quando i volontari osservavano insiemi molto numerosi e minimo quando osservavano insiemi poco numerosi. Inoltre la risposta pupillare era uguale quando i volontari osservavano insiemi con un numero diverso di punti che però venivano percepiti come uguali grazie all’illusione”.

“Questo risultato ci fa capire che l’informazione numerica è intrinsecamente collegata alla salienza percettiva: uno stimolo più numeroso è percepito come più forte”, conclude la dottoressa Elisa Castaldi, dell’Università di Firenze, che ha appena concluso nell’Ateno pisano un progetto Marie Curie Individual Fellowship proprio su questo argomento.

Il senso del numero e la discalculia

“Questi risultati mostrano come l’informazione numerica venga percepita in modo talmente immediato e spontaneo da riuscire a modulare una risposta totalmente involontaria come quella della pupilla alla luce.

Ma non è tutto: “Il diametro della pupilla può essere utilizzato come indicatore oggettivo di come percepiamo i numeri. Questa abilità è compromessa in persone con discalculia, un disturbo specifico dell’apprendimento della matematica. Con questa tecnica, in futuro, potrebbe essere possibile identificare precocemente bambini che svilupperanno questo disturbo, ancora prima che venga insegnata loro la matematica a scuola. Il metodo è infatti molto semplice: la persona deve solo guardare lo schermo e le risposte vengono registrate automaticamente senza che debba fare o dire niente.”

Eccellenze italiane

Gli altri ricercatori coinvolti nello studio sono la dottoressa Antonella Pomè dell’Università di Firenze, e il dottor Guido Marco Cicchini del CNR, esperti nel campo della percezione della numerosità specialmente con l’illusione di connessione.

Lo studio è frutto di una rete di eccellenza che coinvolge i due atenei toscani e altrettanti progetti finanziati dalla Commissione Europea: il progetto Pupiltraits e il progetto DYSC-EYE-7T , entrambi ospitati all’Università di Pisa e coordinati rispettivamente dalla professoressa Paola Binda e dalla dottoressa Elisa Castaldi rispettivamente; e il progetto GenPercept  ospitato all’Università di Firenze con titolare il professor David C. Burr.