Il “senso dei numeri”: simulata al computer la capacità umana

Pubblicato il 11 gennaio 2012 14:17 | Ultimo aggiornamento: 11 gennaio 2012 15:16

PADOVA – E' stato simulato al computer ''il senso dei numeri'', una capacita' presente in molte specie animali, compreso l'uomo. Il risultato si deve ad una ricerca italiana, pubblicata sulla rivista Nature Neuroscience e condotta dal gruppo di Marco Zorzi, del dipartimento di Psicologia generale dell'universita' di Padova.

Il senso dei numeri consiste nella capacita' di stimare il numero di oggetti e di decidere quale tra due insiemi e' il piu' numeroso. E' presente in molte specie animali perche' favorisce la sopravvivenza e la riproduzione; nell'uomo, queste abilita' di base sono cruciali per l'apprendimento della matematica.

Finanziata dall'European Research Council, la ricerca ha scoperto che la numerosita' puo' emergere come proprieta' statistica delle immagini visive e che il sottostante meccanismo neurale, fino ad ora sconosciuto, e' inaspettatamente semplice.

I ricercatori hanno riprodotto in una simulazione al computer la capacita' umana di percepire la numerosita'. Una rete neurale artificiale, formata da vari strati di neuroni organizzati in modo gerarchico, ''vedeva'' migliaia di immagini contenenti tra 1 e 32 oggetti di dimensione e forma variabile e tentava di apprenderle senza pero' ricevere alcuna informazione sul numero di oggetti presente.

Dopo la fase di apprendimento, nei neuroni artificiali dello strato piu' profondo emergeva spontaneamente la capacita' di distinguere il numero oggetti, con un profilo di risposta identico a quello osservato nei neuroni del cervello della scimmia. Questo rendeva inoltre possibile il confronto di numerosita' nella rete neurale con una prestazione perfettamente sovrapponibile a quella di soggetti adulti.

La scoperta del meccanismo alla base della percezione di numerosita', al di la' di una possibile applicazione nell'ambito della visione artificiale e dell'ingegneristica in generale, consentira' di migliorare la comprensione del legame tra il deficit di queste abilita' e le difficolta' di apprendimento della matematica (discalculia), recentemente scoperto dallo stesso gruppo di ricerca.

Nel 2010 infatti i ricercatori hanno evidenziato come i bambini che presentavano una difficolta' di apprendimento della matematica presentavano anche un deficit nella percezione della numerosita'.