La realtà virtuale del futuro...gli oculus rift, una nuova piattaforma virtuale dal mondo dei videogiochi
COSA SUCCEDE AL NOSTRO CERVELLO QUANDO INDOSSIAMO OCULUS RIFT?
Questo video spiega cosa accade nel nostro cervello quando si usa un dispositivo di realtà virtuale immersiva, come Oculus Rift, che permette di immergerci in una realtà completamente virtuale.
Innanzitutto, è importante ricordare che sono presenti due lenti, in cui sono proiettate due immagini identiche ma traslate orizzontalmente (per simulare la visone stereoscopica) e un unico display, inoltre sono presenti dei sensori di orientamento che percepiscono ogni movimento fatto dal partecipante che vengono riprodotti.
Ma come fa a convincere il nostro cervello che siamo in una realtà virtuale?
Per prima cosa, è molto importante prendere in considerazione il concetto di "presenza", cioè l'esperienza soggettiva di essere in un determinato posto in un dato momento che sembra reale.
Il cervello interpreta il mondo circostante basandosi sulle esperienze e sulle informazioni sensoriali, e per questo infatti, è abbastanza ingannabile. E' una macchina che compie continuamente previsioni basandosi sia sul passato, sia su ciò che ci circonda in un momento. Il cervello, in pratica, tenta di predire il futuro e più previsioni sono giuste, più la persona si sente "presente".
Oculus Rift è proprio in grado di dare quel giusto livello di presenza da permetterci di esperire un nuovo tipo di realtà. Si è visto, inoltre, che le persone reagiscono in maniera particolare se vedono un avatar sorridergli essi sorridono a loro volta, oppure fanno un passo indietro quando un altro avatar si avvicina troppo. Spesso vengono confuse le proprie braccia con quelle virtuali. La cosa più sconvolgente, però, è che il nostro cervello unisce il nostro corpo reale con quello virtuale in un'unica percezione.
Le realtà virtuali stanno diventando sempre più presenti nella nostra società, sviluppandosi sempre di più, a tal punto da essere prese in considerazione per il trattamento delle psicosi e il dolore dell'arto fantasma, permettendo al paziente di muovere una versione virtuale dell'arto mancante.
Nonostante questa realtà, diversa da quella che ci circonda di solito, possa essere interpretata come vera e concreta dal nostro cervello, i neuroscienziati hanno notato che le cellule di luogo, che formano una mappa cognitiva di ciò che ci circonda, sono molto più attive quando ci troviamo nel mondo reale rispetto a quando ci troviamo in quello virtuale (45% di attività contro 20%). Quindi, nonostante sia abbastanza facile ingannarci, c'è comunque un limite. Questo ha portato alla nascita di molti dibattiti di carattere etico, in cui alcuni sostengono di non sentirsi di dover convincere pienamente il nostro cervello che esistiamo in quella realtà, per mantenere una netta distinzione da ciò che è vero e non lo è, anche se inevitabilmente questi confini stanno sbiadendo inesorabilmente.
Perché vediamo in 3D? Una risonanza magnetica in grado di “spiare” il cervelloha
permesso di individuare quale sono le aree addette all’elaborazione di
segnali complessi e realistici. La scoperta arriva da uno studio
condotto da Akitoshi Ogawa, Cecile Bordier e Emiliano Macaluso, ricercatori del Laboratorio di Neuroimmagini della Fondazione Santa Lucia IRCCS. Il progetto è stato finanziato in parte dallo European Research Council e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Plos One. I ricercatori hanno mostrato ai soggetti coinvolti nell’esperimento un film in 3D
e con 5 sorgenti sonore, il tutto mentre i volontari erano sottoposti
ad una risonanza magnetica funzionale. Applicando dei modelli
computazionali, gli scienziati hanno identificato la quantità di informazione 3D e la spazialità dei suoni contenute nel film e, grazie a questo, sono riusciti a risalire alle aree del cervello responsabili per l’elaborazione di questi segnali complessi e realistici. Studi di questo tipo, che sviluppano approcci innovativi e
‘naturalistici’, permetteranno di comprendere meglio le funzioni chiave
che guidano il comportamento umano nel mondo reale, come ad esempio l’attenzione e la memoria, e di identificare gli aspetti critici che rendono difficile la vita quotidiana dei pazienti che hanno subito danni cerebrali.
Vedere con due occhi non e' scontato: una ricerca condotta su bambini
nati prematuri dimostra che la visione binoculare non e' programmata,
ma si acquisisce con l'esperienza dopo la nascita. Secondo la ricerca
condotta da un gruppo di ricercatori ungheresi guidata dall'Universita'
di Pecs, e pubblicata sulla rivista dell'Accademia delle Scienze degli
Stati Uniti (Pnas), la percezione della profondita' visiva nei bambini
prematuri e' particolarmente precoce. Sebbene in questi decenni si siano fatti grandi progressi nello
studio dell'evoluzione della corteccia cerebrale e ci siano moltissime
informazioni riguardo alla sua plasticita', la valutazione
dell'importanza dell'impatto ambientale sul cervello dei neonati e'
ancora un tema molto controverso. Nonostante le cautele del caso, i
ricercatori ungheresi si dicono certi di aver verificato, con un pizzico
di sorpresa, che la funzione binoculare nei bambini, la capacita' di
'vedere' la profondita', dipende quasi esclusivamente dagli stimoli
esterni e non dipende dallo sviluppo del cervello. Realizzando una serie di esperimenti di percezione su neonati per
valutare la capacita' visiva che consente di unire le immagini
provenienti dai due occhi per ottenere una visione 3D, i ricercatori
hanno verificato che questa capacita' e' indipendente dallo stato di
'maturazione' della corteccia cerebrale. Lo studio ha infatti verificato
che i bambini prematuri, se opportunamente stimolati dall'ambiente,
acquisiscono la visione binoculare nello stesso tempo (dalla nascita)
dei neonati 'normali'. Un chiaro indizio, secondo i ricercatori, che
questa capacita' viene elaborata grazie agli stimoli esterni,
indipendentemente dall'organizzazione della corteccia cerebrale in quel
momento; il cervello quindi non e' programmato per quella funzione ma
viene anzi plasmato dall'ambiente esterno.
Questo è uno spezzone tratto dal film "Matrix"del 1999 scritto e diretto dai fratelli Wachowski ; è stato scelto in quanto abbastanza esemplificativo di come noi,i nostri sensi ed il nostro cervello possiamo essere ingannati da una realtà virtuale che prende sempre più le fattezze in tutto e per tutto di quella reale.
La definizione di realtà che appare su Wikipedia recita: ”Il termine realtà deriva dal latino res, ovvero un oggetto materiale”. Sul vocabolario sta scritto: “Tutto ciò che esiste, sia come insieme di elementi, sia come singola cosa”. Si evince, dalle due definizioni, che è consuetudine intendererealeil mondo materiale o oggettivo e quindi irreale tutto ciò che non può essere visto, toccato, udito, gustato o annusato. Questo è il risultato di unavisione materialisticadellavitache si è imposta quando ilpensieroCartesianoè stato scelto come base per la costruzione della cultura d’Occidente. Occorre tuttavia considerare che ciò che definiamo come oggettivo, ossia, il mondo fisico che ci circonda, dipende dalla percezione del nostro intelletto che elabora, all’interno del cervello, una visione soggettiva di quella oggettività. In altri termini, l’osservazione, ossia, il risultato della interazione tra l’osservatoree l’osservato, evidenzia non già unarealtà oggettiva preesistente, bensì una visione del reale che è frutto di una elaborazione del pensiero dell’osservatore. E’ dunque, il pensiero, a condizionare e rendere stabile una non-certa realtà. Infatti oggi giorno possiamo fare esperienza di una realtà simulata: la realtà virtuale. Attualmente il termine è applicato solitamente a qualsiasi tipo di simulazione virtuale creata attraverso l'uso del computer, dai videogiochi che vengono visualizzati su un normale schermo, alle applicazioni che richiedono l'uso degli appositi guanti muniti di sensori (wired gloves) ed infine al World Wide Web. Esistono due tipi di realtà virtuale :immersiva (un ambiente costruito intorno all'utente) che secondo il livello tecnologico attuale e secondo le previsioni possibili per il prossimo futuro potrà essere utilizzata dalla massa grazie ad alcune periferiche(in parte già utilizzate):
visore - un casco o dei semplici occhiali in cui gli schermi vicini agli occhi annullano il mondo reale dalla visuale dell'utente. Il visore può inoltre contenere dei sistemi per la rilevazione dei movimenti, in modo che girando la testa da un lato, ad esempio, si ottenga la stessa azione anche nell'ambiente virtuale.
auricolari - trasferiscono i suoni all'utente.
wired gloves (guanti) - i guanti rimpiazzano mouse, tastiera, joystick, trackball e gli altri sistemi manuali di input. Possono essere utilizzati per i movimenti, per impartire comandi, digitare su tastiere virtuali, ecc.
cybertuta - una tuta che avvolge il corpo. Può avere molteplici utilizzi: può simulare il tatto flettendo su se stessa grazie al tessuto elastico, può realizzare una scansione tridimensionale del corpo dell'utente e trasferirla nell'ambiente virtuale.
E non immersiva nella quale non si fa uso di caschi, ma l’utente si troverà semplicemente dinanzi ad un monitor, il quale fungerà da finestra sul mondo tridimensionale con cui l’utente potrà interagire attraverso joystick appositi.È chiaro che l’effetto che ne deriva è assolutamente diverso da quello che si ottiene con una realtà virtuale immersiva, in cui gli effetti che l’utente percepisce sono molto più coinvolgenti e capaci di distrarre del tutto dalla realtà. Alcuni ipotizzano che queste periferiche potranno un giorno essere sostituite da sistemi collegati direttamente al cervello dell'utente (cosiddetto wetware).
Per stabilire la nostra posizione nel mondo reale
ci serviamo di tutti i tipi di indizi sensoriali; al contrario, quando si è
immersi in un mondo virtuale, si utilizzano solo quelli visivi e
propriocettivi. Di conseguenza, la mappa mentale di un luogo virtuale mobilita
meno della metà dei neuroni richiesti per una mappa del mondo reale. Mondo reale e mondo
virtuale inducono schemi di attività neuronale differenti. E' questo una delle
conclusioni di uno studio
pubblicato su “Science Express” dal quale emerge anche che la
capacità di orientarsi e capire dove ci si trova è una facoltà molto complessa
che richiede la valutazione di indizi sensoriali di tipo molto diverso.
L'osservazione è in contrasto con la diffusa sensazione che l'orientamento si
basi in maniera preponderante sulla percezione visiva e sulla propriocezione,
che risultano invece essenziali per orientarsi in un mondo virtuale. Nel
corso di una ricerca sui meccanismi cerebrali che presiedono all'orientamento,
un gruppo di studiosi dell'Università della California a Los Angeles ha preso
in esame un gruppo di ratti ai quali era stata impiantata una serie di
elettrodi per monitorare l'attività neuronale nell'ippocampo, l'area del cervello che
presiede alla creazione della mappa mentale della posizione in cui ci si
trova
Per ampliare lo spettro di situazioni sperimentali in cui collocare i ratti, Pascal Ravassard e colleghi hanno sviluppato un sistema di realtà virtuale nel quale hanno immerso i ratti. Gli animali – che dovevano raggiungere un punto in cui era collocata una ricompensa - erano imbracati e collocati su un tapis roulant sferico che permetteva loro di correre e girarsi, mentre il panorama proiettato sulle pareti variava in funzione della loro velocità e direzione.
Schema dell'apparato di realtà virtuale usato dai ricercatori. (Cortesia P.Ravassard et al/Science/AAAS)I ricercatori hanno rilevato che nella situazione virtuale la frequenza caratteristica di una classe di onde cerebrali - le onde theta, il cui ritmo è in correlazione con la velocità con cui ci si muove - era sistematicamente inferiore a quella osservabile nei ratti collocati in un ambiente reale. Ma la scoperta più interessante è stata che, mentre nei ratti che si confrontavano con un problema di orientamento nel mondo reale si attivava il 45 per cento dei neuroni dell'ippocampo, in quelli immersi nella realtà virtuale la percentuale scendeva ad appena il 20 per cento. Analizzando i dati raccolti nelle diverse sessioni sperimentali i ricercatori hanno osservato che questo piccolo gruppo di neuroni – tutti attivi anche nei ratti alle prese con il mondo reale – è già in grado, da solo, di definire una mappa spaziale, fondata però solamente sulla valutazione delle distanze da percorrere per raggiungere l'obiettivo, o sulle diverse tappe in cui può essere scomposto il percorso. Il limite e la scarsa efficienza di una simile mappa è emersa nelle situazioni in cui era necessario cambiare più volte direzioneper raggiungere la ricompensa. Nella situazione reale l'ippocampo è invece in grado, sulla base degli input provenienti da tutti gli apparati sensoriali, di inserire nella mappa molti altri indizi che permettono di definire la posizione reale del soggetto: un vantaggio che consente di raggiungere l'obiettivo con maggiore sicurezza.
