Neural correlates of visual awareness

The paper aims to present the current evidence regarding how subjective contents of visual awareness are encoded at the neural level. While the neural mechanisms of visual perception are well understood, it remains unclear how visual information becomes part of consciousness. To identify the neural correlates of consciousness (NCC), representing the minimum neural activity for a specific conscious experience, behavioral measures of awareness are related to underlying neural mechanisms, limited to stimuli presented in an experimental context. Through experimental paradigms such as binocular rivalry and visual masking techniques, it is possible to attempt to identify content-specific NCC using neurophysiological measures and neuroimaging techniques. These techniques indeed provide valuable information about the neuroanatomical and functional basis of the examined experience. Although mechanisms underlying attention are often associated with conscious experience, experimental evidence suggests a separation between the two processes. Research on the neural correlates of visual awareness indicates that the activity of a single brain area may not be necessary and sufficient to explain the qualities of conscious contents. Instead, a distributed representation of the visual scene in the primary visual cortex (V1) and ventral visual areas with activation of temporo-parietal regions seems to be necessary. Electrophysiological measures such as Visual Awareness Negativity (VAN) have been correlated with visual awareness, while other indicators appear to be more related to attentional processes. Various theoretical models offer empirical explanations of the emergence of consciousness from brain activity. In the case of visual awareness, some relevant theoretical models include the global neural workspace theory, which emphasizes the need for information sharing among extensive brain areas, and the recurrent processing theory, which focuses on feedback from extrastriate areas to V1. Additionally, the predictive processing model describes conscious perception as the result of an active process in which the brain constantly generates predictions about the surrounding environment. Currently, research on the neural correlates of visual awareness highlights the importance of a network of posterior brain regions for conscious visual experiences. Furthermore, feedback signals appear to play a crucial role, highlighting the complex interactions between neural dynamics and conscious perception.

L'elaborato si propone di esporre le attuali evidenze riguardanti il modo in cui i contenuti soggettivi di consapevolezza visiva sono codificati a livello neurale. Sebbene i meccanismi neurali della percezione visiva siano ampiamente conosciuti, rimane ancora da chiarire come l'informazione visiva entri a far parte dei contenuti della coscienza. Per identificare i correlati neurali della coscienza (CNC), che rappresentano la minima attività neurale per una specifica esperienza conscia, vengono messe in relazione misure comportamentali di consapevolezza, limitatamente a stimoli presentati in un contesto sperimentale, con i sottostanti meccanismi neurali. Attraverso paradigmi sperimentali come la rivalità binoculare e tecniche di mascheramento visivo è possibile provare ad identificare i CNC contenuto-specifici utilizzando misure neurofisiologiche e tecniche di neuroimaging. Tali tecniche forniscono infatti utili informazioni circa le basi neuroanatomiche e funzionali dell'esperienza sotto esame. Sebbene i meccanismi che sottendono l’attenzione siano spesso associati all'esperienza cosciente, evidenze sperimentali suggeriscono una separazione tra i due processi. Le ricerche sui correlati neurali della consapevolezza visiva indicano come l’attività di una singola area cerebrale non possa essere necessaria e sufficiente a spiegare le qualità dei contenuti coscienti. Sembrerebbe invece essere necessaria una rappresentazione della scena visiva distribuita nella corteccia visiva primaria (V1) e nelle aree visive ventrali con attivazione di regioni temporo-parietali. Misure elettrofisiologiche come la visual awareness negativity (VAN) sono state correlate alla consapevolezza visiva mentre altri indicatori sembrerebbero essere maggiormente legati a processi attentivi. Diversi modelli teorici offrono spiegazioni empiriche sull’emergenza della coscienza dall’attività cerebrale. Nel caso della consapevolezza visiva, alcuni modelli teorici rilevanti sono la teoria dello spazio di lavoro neurale globale, la quale sottolinea la necessità di condivisione dell'informazione tra ampie aree cerebrali e la teoria dell'elaborazione ricorrente che si concentra invece sul feedback proveniente a V1 dalle aree extrastriate. Inoltre, il modello dell’”elaborazione predittiva” descrive la percezione cosciente come il risultato di un processo attivo in cui il cervello crea costantemente previsioni sull’ambiente circostante. Allo stato attuale, la ricerca sui correlati neurali della consapevolezza visiva evidenzia dunque come un network di regioni cerebrali posteriori sia fondamentale per avere esperienze visive coscienti. Inoltre, i segnali di feedback sembrano svolgere un ruolo cruciale, evidenziando le complesse interazioni tra dinamiche neurali e percezione cosciente.