Peripersonal and Extrapersonal Space: Line Bisection Experiments in Real and Virtual Environments

L’interesse da parte dell’uomo di comprendere come lo spazio che lo circonda sia percepito ed elaborato stimola la ricerca scientifica e sperimentale ormai da diversi decenni. Inoltre, fin dalle prime interazioni umane con ambienti virtuali generati al computer, l'interesse per questo argomento ha ottenuto sempre maggiore attenzione, anche allo scopo di verificare se il comportamento osservato negli ambienti virtuali è simile a quello osservato negli ambienti reali. Le tecnologie di realtà virtuale sono attualmente impiegate in diversi settori, dall’implementazione in campo medico alla riabilitazione di disturbi psicologici e neuropsicologici, dall’utilizzo in campo militare allo sfruttamento in ambito industriale. I risultati positivi ottenuti attraverso l’utilizzo della realtà virtuale continuano a supportare questa nuova tecnologia e la sua evoluzione. La ricerca sulle reazioni del cervello umano durante le interazioni con tali ambienti sintetici svolge un ruolo importante da un punto di vista neuropsicologico, nonché in termini di affidabilità e credibilità dello strumento. Di particolare importanza nell’ambito dello studio della percezione spaziale è la questione riguardante la sua diversa rappresentazione che distingue l’ambiente circostante in spazio peripersonale, o spazio vicino, definito lo spazio di raggiungimento dei nostri arti, e spazio extrapersonale, o spazio lontano, definito lo spazio oltre il raggiungimento dei nostri arti. Evidenze neuropsicologiche confermano l'esistenza di differenti meccanismi neurali coinvolti nella rappresentazione dello spazio peripersonale ed extrapersonale. Inoltre, è noto che l’utilizzo di normali strumenti provochi una rielaborazione percettiva dello spazio, espandendo la rappresentazione dello spazio peripersonale ad includere la parte di spazio extrapersonale occupata dalle estremità degli strumenti manipolati. Lo scopo del presente elaborato è di analizzare e comprendere alcuni degli aspetti ancora inesplorati in questo ambito di ricerca, nonché di aggiungere informazioni alla teoria di base. A tal fine, sono stati condotti diversi esperimenti al fine di indagare i seguanti aspetti: • il limite di espansione dello spazio peripersonale attraverso l’utilizzo di uno strumento; • le aree cerebrali coinvolte nella percezione dello spazio peripersonale ed extrapersonale; • l’influenza della posizione del corpo e delle braccia nella percezione dello spazio peripersonale ed extrapersonale; • infine, il meccanismo coinvolto nella modulazione della percezione dello spazio extrapersonale. Nel primo capitolo è esposta una rassegna teorica sullo spazio peripersonale ed extrapersonale, sulle aree cerebrali coinvolte nella loro rappresentazione, attraverso l’analisi di ricerche ed esperimenti condotti con soggetti animali; in seguito, sono esaminati ulteriori studi realizzati con partecipanti umani, in diverse situazioni e modalità, al fine di delineare il funzionamento di questo particolare fenomeno percettivo. Nel secondo capitolo è presentata la letteratura riguardante le applicazioni in ambito virtuale inerenti allo studio della percezione spaziale all’interno di ambienti artificiali. Nella prima parte del capitolo sono introdotti i concetti di base sul funzionamento di questa particolare tecnologia; in seguito sono esposte evidenze empiriche a sostegno dell’utilità e delle potenzialità che questa nuova tecnologia fornisce. Infine viene analizzata una serie di ricerche inerenti al fenomeno di percezione dello spazio peripersonale all’interno di ambienti virtuali. Nel terzo capitolo è presentata la ricerca, ed in particolare sono illustrati gli scopi, la metodologia, le procedure sperimentali e gli strumenti utilizzati per gli esperimenti condotti. Il paradigma sperimentale utilizzato all’interno del presente lavoro è stato il compito di bisezione di linea. Si tratta di un paradigma sperimentale ampiamente utilizzato poiché relativamente semplice per i partecipanti da svolgere, tuttavia valido in termini di risultati riguardo attenzione visuospaziale e percezione. Il primo studio ha avuto come obiettivo principale quello di capire fino a che distanza l’utilizzo di uno strumento possa espandere lo spazio peripersonale. I risultati hanno mostrato un ampliamento dello spazio percepito peripersonale, durante la manipolazione dello strumento fino alla distanza di 240 cm. L'obiettivo del secondo studio è stato di identificare le aree cerebrali coinvolte durante un compito di attenzione visuospaziale in ambiente virtuale, tramite l’utilizzo della tecnica di neuroimmagine Spettroscopia Funzionale del Vicino Infrarosso (i.e., functional Near Infrared Spectroscopy; fNIRS). L’esperimento rappresenta uno dei primi tentativi di indagare i correlati neurali tramite l’utilizzo della fNIRS durante un’esperienza di realtà virtuale immersiva. La posizione del corpo può modificare il modo di percepire lo spazio circostante e lo spazio oltre la distanza di raggiungimento delle braccia. Sulla base di risultati ottenuti in studi precedenti, il terzo esperimento è volto a verificare se la sensazione di avere il corpo bloccato o libero di muoversi durante un compito di attenzione visuospaziale, abbia implicazioni sulla modulazione percettiva nello spostamento attentivo dallo spazio peripersonale a quello extrapersonale. I risultati hanno mostrato che sia nel primo sia nel secondo caso, si assiste ad uno spostamento attentivo netto, è non graduale, durante la transizione dallo spazio peripersonale a quello extrapersonale. La posizione del braccio può influenzare il modo di percepire lo spazio circostante e lo spazio oltre la distanza di raggiungimento del braccio. Sulla base di risultati ottenuti in studi precedenti, il quarto esperimento è volto a verificare se la distensione del braccio davanti al corpo o il suo posizionamento lungo un fianco durante un compito di attenzione visuospaziale, abbia implicazioni sulla modulazione percettiva dello spazio peripersonale ed extrapersonale. I risultati hanno confermato che la posizione del braccio influenza l’attenzione visuospaziale. Infine, l’ultimo esperimento ha indagato nello specifico le cause alla base dell’espansione dello spazio peripersonale durante l’utilizzo di uno strumento. Si ritiene che sia la capacità di manipolare attivamente lo spazio l'elemento essenziale per indurre l'espansione dello spazio peripersonale. Tuttavia, come osservato in studi precedenti, è possibile che anche la continuità visiva dalla mano verso la regione di spazio manipolato sia una caratteristica fondamentale per modulare l'espansione dello spazio peripersonale. I risultati confermano l’ipotesi che la caratteristica essenziale per indurre l'espansione dello spazio peripersonale è rappresentata dalla manipolazione attiva della regione di spazio osservata. Gli studi riportati nel presente elaborato hanno esplorato diverse questioni riguardanti la comprensione della percezione dello spazio circostante e le sue implicazioni sui processi di attenzione ad essa collegati. Nel quarto capitolo sono discussi e valutati i risultati alla luce della letteratura di riferimento.