Perché le pupille si dilatano quando siamo sorpresi? La scienza svela il “reset” cerebrale

Trovarsi di fronte a qualcosa di inatteso non fa solo sgranare gli occhi: anche le nostre pupille si dilatano. Ma perché? Nonostante il fenomeno sia noto, il significato dietro a quella che in gergo tecnico si chiama midriasi non era ancora chiaro. Oggi, però, uno studio della Brown University, pubblicato sulla rivista Nature Human Behaviour, suggerisce che si tratti di un segnale di un “aggiornamento” cerebrale. In altre parole, quando veniamo sorpresi, il sistema nervoso si attiva per resettare i modelli mentali con cui interpretiamo la realtà, riducendo i pregiudizi e aiutando ad adattarci a nuovi contesti.

Midriasi e miosi

Le nostre pupille si dilatano (midriasi) e si restringono (miosi) per tanti motivi. Piccolissime variazioni si verificano semplicemente seguendo il ritmo del respiro, con la pupilla che si dilata durante l’espiro e si restringe con l’inspiro. Cambiamenti più significativi sono collegati all’illuminazione dell’ambiente: passando da una zona con molta luce a una al buio, la pupilla si dilaterà per far entrare più luce possibile e vedere meglio; al contrario, in caso di forte luminosità, si restringerà. Anche lo sforzo fisico o l’assunzione di alcuni farmaci possono influenzare il diametro della pupilla, ma le motivazioni forse meno note di questi cambiamenti sono quelle legate ai nostri stati mentali ed emotivi: per esempio, un particolare sforzo cognitivo può farla dilatare così come l’attivazione emotiva, e il diametro può variare anche in base a quello che stiamo solo immaginando o rivivendo in un ricordo. E poi, appunto, c’è la risposta nervosa di fronte a eventi inattesi.

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Tronco encefalico, la torre di controllo

Il meccanismo che fa scattare la dilatazione pupillare in caso di sorpresa è ben noto: le variazioni rapide del diametro sono correlate (e coordinate) dall’attività del locus coeruleus, un centro di controllo situato nel tronco encefalico. Qui è dove viene prodotta principalmente la noradrenalina (o norepinefrina) del cervello, il neurotrasmettitore coinvolto nelle reazioni di “attacco o fuga”. Quando ci troviamo di fronte a qualcosa di inaspettato, spiegano i ricercatori, il locus coeruleus si attiva rapidamente, provocando la dilatazione della pupilla e generando specifiche oscillazioni elettriche, che possono essere misurate attraverso una elettroencefalografia. Il significato di questo picco di attivazione, però, rimane oscuro.

Reagire agli imprevisti

Per studiare la dilatazione pupillare in seguito a un evento inatteso e capire cosa possa esserci dietro, i ricercatori hanno coinvolto 63 adulti in un particolare test visivo, mentre il diametro della loro pupilla e la loro attività cerebrale venivano monitorati. Ai partecipanti è stato chiesto di osservare sequenze di colori su uno schermo, riprodurli a memoria e prevederne le variazioni future basandosi sugli schemi appresi. Tuttavia, il disegno dell’esperimento richiedeva che durante il test si verificassero cambi di regole permanenti e delle anomalie isolate, volte a spiazzare le persone e a rimettere in discussione quanto appreso. Dall’analisi dei dati raccolti è emerso che chi mostrava una risposta pupillare e cerebrale più marcata traeva reagiva meglio agli imprevisti, adattando in modo più opportuno il proprio apprendimento rispetto a chi non registrava variazioni significative. Questi risultati “supportano l’idea che queste rapide fluttuazioni dell’eccitazione svolgano una funzione utile nel cervello”, ha commentato Matt Nassar, tra gli autori della ricerca. “Ci permettono di affrontare un mondo che cambia spesso da un contesto all’altro”.

Liberare la mente dai vecchi pregiudizi

L’idea del team è che la dilatazione della pupilla di fronte all’imprevisto sia la spia visibile di una funzione cognitiva e comportamentale fondamentale: un meccanismo di reset o di aggiornamento del contesto mentale che si attiva quando riconosciamo di essere di fronte a qualcosa di nuovo. Quando tutto va come previsto, infatti, tendiamo a sviluppare un pregiudizio percettivo e a interpretare la realtà sulla base delle nostre vecchie aspettative. La sorpresa spezza la routine, innescando il meccanismo di pulizia: cancella i contesti mentali obsoleti, permettendoci di apprendere nuove regole rapidamente e senza l’ingombro di schemi superati. “Le variazioni del diametro pupillare, così come specifiche letture dell’elettroencefalografia, sono indicatori esterni del cervello che mostrano come stia elaborando il nuovo contesto”, ha concluso Nassar. “Questo limita l’effetto del contesto precedente sulla percezione e, al contempo, fornisce una lavagna pulita, libera da aspettative pregresse, consentendo così un apprendimento più rapido”.

Riferimento: Nature Human Behaviour

Credit immagine: “Eye eye” di Rob Simmonds (memoreks), BY-SA 2.0