I deficit visivi funzionali riducono l’efficienza cognitiva

È stata pubblicata sulla rivista Scientific Reports – del prestigioso gruppo Nature Research – un'interessante ricerca che mette in connessione l’efficienza visiva binoculare con aspetti cognitivi di alto livello come le funzioni esecutive. Nello specifico è stato usato il classico test di Stroop per mettere alla prova la capacità di controllo inibitorio di soggetti con e senza un conflitto sensoriale indotto sperimentalmente. I risultati sono molto interessanti e, per quanti si occupano di visione o di cognizione, le ricadute cliniche si prospettano rilevanti.




I meccanismi di interazione tra la cognizione e il controllo motorio binoculare nelle saccadi di lettura rimangono poco chiari. Li hanno studiati due ricercatori del Gruppo IRIS dell’Università Descartes di Parigi, François Daniel e Zoï Kapoula. I due autori del Centro Nazionale per la Ricerca Scientifica (CNRS FR3636) lavorano in un gruppo di studio diretto dalla stessa Kapoula, il cui programma di ricerca si focalizza sulla fisiopatologia della visione e della motricità binoculare e sulle interazioni visuo-posturali in soggetti normali o patologici.


In questo studio sono stati esaminati oggettivamente (video-oculografia con dispositivo “Eyeseecam”) i parametri di saccadi e fissazioni durante il test di Stroop, che si compone di tre diversi livelli di richiesta cognitiva:

  • lettura: il soggetto deve leggere ad alta voce una successione di parole relative a colori (rosso, blu, verde o giallo) scritte in nero;
  • denominazione: il soggetto deve nominare il colore (rosso, verde, blu o giallo) di una successione di punti:
  • interferenza: il soggetto deve dire il colore con cui è scritta la parola, e non la parola stessa (es. la parola "rosso" è stampata in colore giallo: il soggetto deve leggere “giallo”).

    • Ventuno soggetti visivamente normali (età 20,9 ± 1,45) hanno eseguito il test di Stroop in tre differenti condizioni visive:
    ________a)___osservazione normale di controllo;
    ________b)___prisma di 16^ base esterna;
    ________c)___lenti sferiche di -2.50 D;
    I prismi e le lenti sferiche hanno indotto un conflitto sensori-motorio tra i sistemi di vergenza e accomodazione.

    I risultati mostrano che i conflitti tra vergenza e accomodazione interferiscono con le funzioni esecutive stimolate dal test di Stroop:
  • una durata di fissazione più lunga nell'attività di interferenza rispetto all'attività di denominazione e una durata di fissazione ancora più breve nell'attività di lettura;
  • il conflitto accomodazione-vergenza induce un maggiore effetto di interferenza al test di Stroop; il mismatch sensoriale (in particolare quello indotto dai prismi) interferisce con le funzioni esecutive attivate dal test;
  • L’effetto del conflitto è maggiore quando è indotto dal prisma, con una più ampia destabilizzazione del controllo motorio binoculare di saccadi e fissazioni;

    • Ciò suggerisce un'interazione tra il conflitto accomodazione-vergenza e il carico cognitivo: le conseguenze di tale conflitto sembrano essere superiori nel compito di Stroop che presenta il maggior impegno cognitivo (interferenza).

    Questo studio ha implicazioni a diversi livelli:
  • a livello teorico, l'interazione tra conflitto accomodazione-vergenza e cognizione è di interesse, poiché i processi visuo-motori e cognitivi si basano sulle stesse strutture corticali parieto-frontali (Daniel & Kapoula, 2016). Gli autori ipotizzano infatti che la vergenza sia un vettore delle funzioni attentive e cognitive.
  • a livello clinico, è importante considerare che la tolleranza al conflitto accomodazione-vergenza dipende dalla difficoltà dei compiti cognitivi: la tolleranza è inferiore quando sono in corso funzioni esecutive superiori come quelle del compito di interferenza del test di Stroop.

    • I risultati di questo studio confermano il legame esistente tra l’attività cognitiva e l’efficienza della visione binoculare già evidenziato in studi precedenti:
  • Ludlam e Ludlam(1988) hanno rilevato che, in un compito di comprensione della lettura, gli studenti hanno mostrato prestazioni peggiori nella condizione sperimentale di lettura attraverso prismi a base interna rispetto alla condizione di controllo con lenti neutre.
  • Garzia et al. (1989) hanno evidenziato che il tempo necessario per svolgere un'attività di lettura è risultato aumentato negli studenti a cui era stato indotto uno stress accomodativo di (-2,00 D su ciascun occhio) rispetto al gruppo di controllo.
  • Risultati simili sono stati trovati anche nello studio di Poltavski et al. (2012), i quali hanno mostrato che la stessa quantità di stress accomodativo (-2,00 D) indotta sugli adulti ha peggiorato le prestazioni in un compito neuropsicologico di attenzione sostenuta (il tempo di reazione era maggiore nel gruppo sperimentale rispetto ai controlli).
  • Narayanasamy et al. (2015) hanno mostrato che uno stress visivo indotto artificialmente (lenti di -2,50 D) su bambini di 10 anni, ha avuto un impatto significativo sulla velocità di lettura e sul punteggio ai subtest “Cifrario” e “Ricerca di simboli” della WISC IV, che insieme formano l’Indice di Velocità di Elaborazione (IVE) del test di Wechsler. Questo calo di rendimento si è esacerbato dopo 20 minuti di lavoro sostenuto da vicino, suggerendo che una richiesta accomodativa più elevata ha un impatto negativo sulla performance cognitiva.
  • Nel 2016, Daniel & Kapoula hanno dimostrato che la capacità di controllo inibitorio, così come misurata dal test di Stroop, era migliore nei soggetti asintomatici (privi di disfunzioni accomodative o binoculari) rispetto a quelli sintomatici (con insufficienza di convergenza). Questi risultati suggeriscono che i processi visivi responsabili di una visione binoculare singola e nitida potrebbero interferire con i processi cognitivi e con la distribuzione dell'attenzione.


    • Riferimenti
  • Daniel F., Kapoula Z. (2016). Binocular vision and the Stroop test. Optometry and Vision Science, 93(2), 194-208. Scarica il pdf
  • Daniel F., Kapoula Z. (2019). Induced vergence-accommodation conflict reduces cognitive performance in the Stroop test. Scientific Reports, 9(1), 1247, 1-13. Scarica il pdf
  • Garzia R.P., Nicholson S.B., Gaines C.S., Murphy M.A., Kramer A., Potts J. (1989). Effects of nearpoint visual stress on psycholinguistic processing in reading. J Am Optom Assoc. 60, 38–44.
  • Ludlam W.M., Ludlam D.E. (1988) Effects of prism-induced, accommodative convergence stress on reading comprehension test scores. J Am Optom Assoc. 59, 440–445.
  • Narayanasamy S., Vincent S.J., Sampson G.P., Wood J.M. (2015) Impact of simulated hyperopia on academic-related performance in children. Optom Vis Sci. 92, 227–236
  • Poltavski D.V., Biberdorf D., Petros T.V. (2012) Accommodative response and cortical activity during sustained attention. Vision Research. 63, 1–8.