Gli occhi sono lo specchio… dell’intelligenza: scoperta sorprendente relazione tra dimensione delle pupille e cervello

Così gli occhi rivelano i segreti del cervello: un nuovo studio ha scoperto una sorprendente relazione tra la dimensione delle pupille e le capacità cognitive

Si sente spesso ripetere che “gli occhi sono lo specchio dell’anima”, ma una nuova ricerca suggerisce che potrebbero rivelare anche i segreti del cervello.

Le nostre pupille rispondono a qualcosa di più della semplice luce: rivelano eccitazione, interesse o esaurimento mentale.
Uno studio pubblicato su Cognition, condotto presso il Georgia Institute of Technology, suggerisce che la dimensione della pupilla è strettamente correlata alle differenze individuali nell’intelligenza. Più grandi sono le pupille, maggiore è l’intelligenza, misurata per mezzo di prove di ragionamento, attenzione e memoria. Infatti, in 3 studi, è stato scoperto che la differenza nella dimensione della pupilla tra persone che hanno ottenuto il punteggio più alto nei test cognitivi e coloro che hanno ottenuto il punteggio più basso era abbastanza grande da essere rilevata ad occhio nudo.

Jason S. Tsukahara, Alexander P. Burgoyne, Randall W. Engle spiegano su Scientific American di avere scoperto per la prima volta questa sorprendente relazione studiando le differenze nella quantità di sforzo mentale che le persone impiegano per completare test di memoria. Sono state utilizzate le dilatazioni della pupilla come indicatore dello sforzo, una tecnica che lo psicologo Daniel Kahneman ha reso popolare negli anni ’60 e ’70. Quando è stata rilevata una relazione tra la dimensione della pupilla di riferimento e l’intelligenza, gli scienziati non erano sicuri se fosse reale o cosa significasse.

Incuriositi, hanno condotto diversi studi su larga scala in cui hanno reclutato più di 500 persone di età compresa tra 18 e 35 anni di Atlanta. Hanno misurato la dimensione della pupilla dei partecipanti utilizzando un eye tracker, un dispositivo che cattura il riflesso della luce sulla pupilla e sulla cornea utilizzando una fotocamera e un computer ad alta potenza. Sono state misurate le pupille dei partecipanti a riposo mentre fissavano lo schermo di un computer vuoto per un massimo di 4 minuti. Utilizzando il tracker, gli esperti hanno quindi calcolato la dimensione media della pupilla di ciascun partecipante.

Precisamente, la dimensione della pupilla si riferisce al diametro dell’apertura circolare nera al centro dell’occhio, che può variare da circa 2 a 8 mm. La pupilla è circondata dall’area colorata nota come iride, che è responsabile del controllo delle dimensioni della pupilla. Le pupille si restringono in risposta alla luce intensa e quindi, tra le altre cose, i ricercatori hanno mantenuto il laboratorio buio per tutti i partecipanti.

Nella parte successiva dell’esperimento, i partecipanti hanno completato una serie di test cognitivi progettati per misurare “l’intelligenza fluida“, la capacità di ragionare su nuovi problemi, la “capacità della memoria di lavoro“, la capacità di ricordare le informazioni per un periodo di tempo, e il “controllo dell’attenzione”, la capacità di focalizzare l’attenzione in mezzo a distrazioni e interferenze.

Come esempio di test di controllo dell’attenzione, i partecipanti hanno dovuto evitare di rivolgere lo sguardo verso un asterisco tremolante e in grassetto su un lato dello schermo di un computer e invece guardare rapidamente nella direzione opposta per identificare una lettera. La lettera scompariva in pochi istanti, quindi anche un breve movimento degli occhi verso l’asterisco tremolante poteva impedirne l’individuazione. Gli esseri umani sono in grado di reagire agli oggetti che passano attraverso la loro visione periferica – è ciò che una volta ci permetteva di individuare un predatore o una preda – ma questo compito richiedeva ai partecipanti di reindirizzare la loro attenzione dall’asterisco lampeggiante alla lettera.

Gli scienziati hanno quindi scoperto che una maggiore dimensione della pupilla di riferimento era correlata con una maggiore intelligenza fluida, a un maggiore controllo dell’attenzione e, in misura minore, alla capacità di memoria di lavoro, indicando un’affascinante relazione tra il cervello e l’occhio. È interessante notare che la dimensione della pupilla era correlata anche con l’età: i partecipanti più anziani tendevano ad avere pupille più piccole e più ristrette. Una volta standardizzata per età, tuttavia, la relazione tra dimensione della pupilla e capacità cognitiva è rimasta.

Perché la dimensione della pupilla è correlata all’intelligenza? Per rispondere a questa domanda, dobbiamo capire cosa succede nel cervello. La dimensione della pupilla è correlata all’attività nel locus coeruleus, un nucleo situato nella parte superiore del tronco cerebrale con connessioni neurali di vasta portata al resto del cervello. Il locus coeruleus rilascia noradrenalina, che funziona sia come neurotrasmettitore che come ormone nel cervello e nel corpo, e regola processi come la percezione, l’attenzione, l’apprendimento e la memoria. Aiuta anche a mantenere una sana organizzazione dell’attività cerebrale in modo che regioni cerebrali distanti possano lavorare insieme per svolgere compiti e obiettivi impegnativi. La disfunzione del locus coeruleus, e il conseguente collasso dell’attività cerebrale organizzata, è stata correlata a diverse condizioni, tra cui il morbo di Alzheimer e il disturbo da deficit di attenzione e iperattività. In effetti, questa organizzazione dell’attività è così importante che il cervello dedica la maggior parte della sua energia per mantenerla, anche quando non stiamo facendo nulla.

Gli scienziati ipotizzano che le persone che hanno pupille più grandi a riposo abbiano una maggiore regolazione dell’attività da parte del locus coeruleus, che avvantaggia le prestazioni cognitive e la funzione cerebrale a riposo.
Gli autori dello studio hanno però precisato che sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare questa possibilità e determinare perché le pupille più grandi sono associate a una maggiore intelligenza fluida e controllo dell’attenzione.