Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

14.2: Центральна обробка

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    1353

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    • Опишіть шляхи, які сенсорні системи йдуть в центральну нервову систему
    • Диференціювати два основні висхідні шляхи в спинному мозку
    • Опишіть шлях соматосенсорного введення від обличчя і порівняйте його з висхідними шляхами в спинному мозку
    • Поясніть топографічні зображення сенсорної інформації принаймні в двох системах
    • Опишіть два шляхи візуальної обробки та функції, пов'язані з кожним

    Сенсорні шляхи

    Специфічні ділянки ЦНС координують різні соматичні процеси за допомогою сенсорних входів і рухових виходів периферичних нервів. Простий випадок - це рефлекс, викликаний синапсом між спинним сенсорним нейронним аксоном і руховим нейроном в вентральному розі. Можливі більш складні механізми для інтеграції периферичної сенсорної інформації з вищими процесами. Важливі ділянки ЦНС, які відіграють роль у соматичних процесах, можуть бути розділені на стовбур спинного мозку, проміжний відділ, кору головного мозку та підкіркові структури.

    Спинний мозок і стовбур головного мозку

    Сенсорний шлях, який несе периферичні відчуття до мозку, називається висхідним шляхом, або висхідним трактом. Різні сенсорні модальності кожен слідують конкретним шляхам через ЦНС. Тактильні та інші соматосенсорні подразники активізують рецептори шкіри, м'язів, сухожиль і суглобів у всьому тілі. Однак соматосенсорні шляхи діляться на дві окремі системи на основі розташування нейронів рецепторів. Соматосенсорні подразники знизу шиї проходять уздовж сенсорних шляхів спинного мозку, тоді як соматосенсорні подразники з голови та шиї подорожують через черепні нерви, зокрема, трійчаста система.

    Спинна система стовпа (іноді її називають спинний стовп - медіальний лемніск) та спіноталамічний тракт є двома основними шляхами, які приносять сенсорну інформацію до мозку (рис.\(\PageIndex{1}\)). Сенсорні шляхи в кожній з цих систем складаються з трьох послідовних нейронів.

    Спинна система стовпа починається з аксона гангліозного нейрона спинного кореня, що входить в спинний корінь і приєднується до спинного стовпа білої речовини в спинному мозку. Оскільки аксони цього шляху входять у спинний стовп, вони приймають позиційне розташування так, що аксони з нижніх рівнів тіла позиціонують себе медіально, тоді як аксони з верхніх рівнів тіла позиціонують себе латерально. Спинний стовп розділений на два складові тракти, fasciculus gracilis, який містить аксони з ніг і нижньої частини тіла, і fasciculus cuneatus, що містить аксони з верхньої частини тіла і рук.

    Аксони в спинному стовпі закінчуються в ядрах головного мозку, де кожен синапс з другим нейроном у відповідному шляху. Ядро gracilis є мішенню волокон у fasciculus gracilis, тоді як ядро cuneatus є мішенню волокон у fasciculus cuneatus. Другий нейрон в системі проектує з одного з двох ядер, а потім декансує, або перетинає середню лінію мозку. Потім ці аксони продовжують підніматися по стовбуру мозку як пучок, який називається медіальним лемніском. Ці аксони закінчуються в таламусі, де кожен синапс з третім нейроном у відповідному шляху. Третій нейрон в системі проектує свої аксони на постцентральну звивину кори головного мозку, де спочатку обробляються соматосенсорні подразники і відбувається свідоме сприйняття подразника.

    Спиноталамический тракт також починається нейронами в спинному кореневому ганглії. Ці нейрони поширюють свої аксони до спинного рогу, де вони синапсують з другим нейроном у відповідному шляху. Назва «spinothalamic» походить від цього другого нейрона, який має своє клітинне тіло в спинному мозку сіру речовину і з'єднується з таламусом. Аксони з цих других нейронів потім декусації всередині спинного мозку і піднімаються до мозку і потрапляють в таламус, де кожен синапс з третім нейроном у відповідному шляху. Потім нейрони в таламусі проектують свої аксони до спіноталамічного тракту, який синапсує в постцентральній звивині кори головного мозку.

    Ці дві системи схожі тим, що вони обидві починаються з спинних кореневих гангліозних клітин, як і з більшістю загальної сенсорної інформації. Система спинного стовпа в першу чергу відповідає за відчуття дотику та проприоцепцію, тоді як шлях спиноталамічного тракту в першу чергу відповідає за больові та температурні відчуття. Інша подібність полягає в тому, що другі нейрони в обох цих шляхах є контралатеральними, оскільки вони проектують через середню лінію на іншу сторону головного або спинного мозку. У системі спинного стовпа ця декусація відбувається в стовбурі головного мозку; в спиноталамічному шляху вона відбувається в спинному мозку на тому ж рівні спинного мозку, на якому введена інформація. Треті нейрони в двох шляхах по суті однакові. В обох синапсах другого нейрона в таламусі, а нейрон таламуса проектує на соматосенсорну кору.

    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Висхідні сенсорні шляхи спинного мозку. Спинна система стовпа і спиноталамічний тракт є основними висхідними шляхами, які з'єднують периферію з мозком.

    Трійчастий шлях несе соматосенсорну інформацію з обличчя, голови, рота та порожнини носа. Як і у випадку з раніше обговорюваними нервовими трактами, сенсорні шляхи трійчастого шляху кожен включає три послідовних нейрони. Спочатку аксони з трійчастого ганглія потрапляють в стовбур мозку на рівні понсів. Ці аксони проектують на одну з трьох локацій. Спінальне трійчасте ядро мозку отримує інформацію, подібну до тієї, що здійснюється спиноталамическим трактом, таку як біль і температурні відчуття. Інші аксони йдуть або до головного сенсорного ядра в понсах, або мезенцефальних ядер в середньому мозку. Ці ядра отримують інформацію, подібну до тієї, що переноситься системою спинного стовпа, таку як дотик, тиск, вібрація та проприоцепція. Аксони з другого нейрона декусат і піднімаються до таламуса по трігеміноталамического тракту. У таламусі кожен аксон синапс з третім нейроном у відповідному шляху. Аксони з третього нейрона потім проектують від таламуса до первинної соматосенсорної кори головного мозку.

    Сенсорний шлях для густації проходить уздовж лицьового та язикоглоткового черепних нервів, які синапсують з нейронами відокремленого ядра в стовбурі мозку. Аксони з одиночного ядра потім проектують на вентральне заднє ядро таламуса. Нарешті, аксони з черевного заднього ядра проектують в смакову кору кори головного мозку, де смак обробляється і свідомо сприймається.

    Сенсорний шлях прослуховування проходить уздовж вестибулокохлеарного нерва, який синапсує з нейронами в кохлеарних ядрах верхнього мозку. Всередині стовбура мозку вхід з будь-якого вуха поєднується для отримання інформації про місцезнаходження зі слухових подразників. Тоді як початкові слухові подразники, отримані на равлику, суворо представляють частоту - або крок - подразників, місця розташування звуків можна визначити, порівнюючи інформацію, що надходить до обох вух.

    Локалізація звуку - особливість центральної обробки в слухових ядрах стовбура мозку. Локалізація звуку досягається мозком обчислення міжзвукової різниці в часі і міжзвукової різниці інтенсивності. Звук, що походить з певного місця, надходить на кожне вухо в різний час, якщо звук не знаходиться безпосередньо перед слухачем. Якщо джерело звуку знаходиться трохи лівіше слухача, звук надійде в ліве вухо мікросекунди до того, як він надійде на праве вухо (рис.\(\PageIndex{2}\)). Ця різниця в часі є прикладом міжзвукової різниці в часі. Також звук буде трохи голосніше в лівому вусі, ніж у правому вусі, оскільки деякі звукові хвилі, що досягають протилежного вуха, блокуються головою. Це приклад міжзвукової різниці інтенсивності.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Слухові стовбурові механізми локалізації звуку. Локалізація звуку в горизонтальній площині досягається шляхом обробки в мозкових ядрах слухової системи. Зв'язки між нейронами з обох сторін здатні порівнювати дуже незначні відмінності в звукових подразниках, які надходять у будь-яке вухо і представляють міжзвукові відмінності в часі та інтенсивності.

    Слухова обробка триває до ядра в середньому мозку, яке називається нижнім колікулом. Аксони з нижнього colliculus проектують на дві локації, таламус і верхній колікулюс. Медіальне колінчасте ядро таламуса отримує слухову інформацію, а потім проектує цю інформацію на слухову кору в скроневій частці кори головного мозку. Верхній колікул отримує вхід від зорової та соматосенсорної систем, а також вух, щоб ініціювати стимуляцію м'язів, які повертають голову та шию до слухового подразника.

    Баланс координується через вестибулярну систему, нерви якої складаються з аксонів з вестибулярного ганглія, який несе інформацію з сідниці, мішечки і напівкруглих каналів. Система сприяє контролю рухів голови і шиї у відповідь на вестибулярні сигнали. Важливою функцією вестибулярної системи є координація рухів очей і голови для підтримки зорової уваги. Велика частина аксонів закінчується в вестибулярних ядрах головного мозку. Деякі аксони проектують від вестибулярного ганглія безпосередньо до мозочка, без втручання синапсу в вестибулярні ядра. Мозочок в першу чергу відповідає за ініціювання рухів на основі інформації про рівновагу.

    Нейрони в вестибулярних ядрах проектують свої аксони на мішені в стовбурі мозку. Однією з цілей є ретикулярна формація, яка впливає на дихальну та серцево-судинну функції стосовно рухів тіла. Другою мішенню аксонів нейронів у вестибулярних ядрах є спинний мозок, який ініціює спинномозкові рефлекси, що беруть участь у поставі та рівновазі. Щоб допомогти зоровій системі, волокна вестибулярних ядер проектують на окорухові, трохлеарні та виводять ядра, щоб впливати на сигнали, що посилаються вздовж черепних нервів. Ці зв'язки складають шлях вестибуло-очного рефлексу (VOR), який компенсує рух голови і тіла шляхом стабілізації зображень на сітківці (рис.\(\PageIndex{3}\)). Нарешті, вестибулярні ядра проектують на таламус, щоб приєднатися до проприоцептивного шляху системи спинного стовпа, дозволяючи свідомо сприймати рівновагу.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Вестибуло-очний рефлекс. Зв'язки між вестибулярною системою та черепно-мозковими нервами, що контролюють рух очей, тримають очі в центрі зорового подразника, навіть якщо голова рухається. Під час руху голови очні м'язи рухають очі в протилежному напрямку, як рух голови, зберігаючи зоровий стимул в центрі поля зору.

    З'єднання зорового нерва складніше, ніж у інших черепних нервів. Замість того, щоб зв'язки між кожним оком і мозком, зорова інформація відокремлюється між лівою і правою сторонами поля зору. Крім того, частина інформації з одного боку поля зору проектується на протилежну сторону мозку. Усередині кожного ока аксони, що виступають з медіальної сторони сітківки, декусаються на зоровому хіазмі. Наприклад, аксони з медіальної сітківки лівого ока перетинаються на праву частину мозку при зоровому хіазмі. Однак всередині кожного ока аксони, що виступають з бічної сторони сітківки, не декусаються. Наприклад, аксони з латеральної сітківки правого ока проектують назад в праву частину мозку. Тому ліве поле зору кожного ока обробляється з правого боку мозку, тоді як праве поле зору кожного ока обробляється з лівого боку мозку (рис.\(\PageIndex{4}\)).

    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Сегрегація інформації про поле зору в оптичному хіазмі. Контралатеральна інформація про поле зору з бічної сітківки проектує в іпсилатеральний мозок, тоді як іпсилатеральна інформація поля зору повинна децисуватися на оптичному хіазмі, щоб досягти протилежної сторони мозку.

    Унікальною клінічною картиною, яка стосується цього анатомічного розташування, є втрата бічного периферичного зору, відома як двостороння геміанопія. Це відрізняється від «тунельного зору» тим, що верхні та нижчі периферійні поля не втрачаються. Дефіцит поля зору може турбувати пацієнта, але в цьому випадку причина не в самій зоровій системі. Зростання гіпофіза тисне на оптичний хіазм і заважає передачі сигналу. Однак аксони, що проектують на ту саму сторону мозку, не впливають. Тому пацієнт втрачає найвіддаленіші області свого поля зору і не може бачити предмети праворуч і ліворуч.

    Відходячи від зорового хіазму, аксони зорової системи іменуються зоровим шляхом замість зорового нерва. Зоровий тракт має три основні мішені, дві в проміжному мозку і одну в середньому мозку. Зв'язок між очима та діаенцефалоном продемонстровано під час розвитку, при якому нервова тканина сітківки диференціюється від тієї, що має проміжний, зростанням вторинних бульбашок. З'єднання сітківки в ЦНС є затримкою від цієї асоціації розвитку. Більшість з'єднань зорового тракту припадає на таламус, зокрема, бічне колінчасте ядро. Аксони з цього ядра потім проектують на зорову кору головного мозку, розташовану в потиличній частці. Ще однією мішенню зорового тракту є верхній колікулюс.

    Крім того, дуже мала кількість аксонів RGC проектується від зорового хіазму до супрахіазматичного ядра гіпоталамуса. Ці РГК світлочутливі, в тому, що вони реагують на наявність або відсутність світла. На відміну від фоторецепторів, однак, ці світлочутливі RGC не можуть бути використані для сприйняття зображень. Просто реагуючи на відсутність або наявність світла, ці RGC можуть надсилати інформацію про тривалість дня. Сприйнята частка сонячного світла до темряви встановлює циркадний ритм наших тіл, дозволяючи певним фізіологічним подіям відбуватися приблизно в один і той же час щодня.

    Діенцефалон

    Діенцефалон знаходиться під мозком і включає таламус і гіпоталамус. У соматичній нервовій системі таламус є важливим реле для зв'язку головного мозку і решти нервової системи. Гіпоталамус має як соматичну, так і вегетативну функції. Крім того, гіпоталамус спілкується з лімбічною системою, яка контролює емоції і функції пам'яті.

    Сенсорний вхід в таламус надходить від більшості спеціальних почуттів і висхідних соматосенсорних трактів. Кожна сенсорна система ретранслюється через певне ядро в таламусі. Таламус є необхідною точкою передачі для більшості сенсорних трактів, які досягають кори головного мозку, де починається свідоме сенсорне сприйняття. Єдиним винятком з цього правила є нюхова система. Аксони нюхового тракту з нюхової цибулини проектують безпосередньо в кору головного мозку разом з лімбічною системою та гіпоталамусом.

    Таламус - це сукупність декількох ядер, які можна класифікувати на три анатомічні групи. Біла речовина, що проходить через таламус, визначає три основні області таламуса, які є переднім ядром, медіальним ядром та бічною групою ядер. Переднє ядро служить реле між гіпоталамусом та лімбічною системою, що виробляє емоції та пам'ять. Медіальні ядра служать реле для отримання інформації від лімбічної системи і базальних гангліїв до кори головного мозку. Це дозволяє створювати пам'ять під час навчання, але також визначає настороженість. Особливі і соматичні органи чуття з'єднуються з бічними ядрами, де їх інформація передається до відповідної сенсорної кори головного мозку.

    Кортикальна обробка

    Як було описано раніше, багато сенсорних аксонів розташовуються так само, як і відповідні їм рецепторні клітини в організмі. Це дозволяє визначити положення подразника, на підставі якого рецепторні клітини посилають інформацію. Кора головного мозку також підтримує цю сенсорну топографію в певних областях кори, які відповідають положенню рецепторних клітин. Соматосенсорна кора є прикладом, в якому, по суті, місця розташування соматосенсорних рецепторів в організмі нанесені на соматосенсорну кору. Це відображення часто зображують за допомогою сенсорного гомункула (рис.\(\PageIndex{5}\)).

    Термін гомункулюс походить від латинського слова «маленька людина» і відноситься до карти людського тіла, яка прокладена через частину кори головного мозку. У соматосенсорної корі зовнішні статеві органи, стопи і гомілки представлені на медіальному обличчі звивини в межах поздовжньої тріщини. Оскільки звивина вигинається з тріщини та вздовж поверхні тім'яної частки, карта тіла триває через стегна, стегна, тулуб, плечі, руки та руки. Голова і обличчя просто бічні до пальців у міру наближення звивини до бічної борозди. Представлення тіла в цій топографічній карті є медіальним до латерального від нижньої до верхньої частини тіла. Це продовження топографічного розташування, що спостерігається в системі спинних колон, де аксони з нижньої частини тіла переносяться в fasciculus gracilis, тоді як аксони з верхньої частини тіла переносяться в fasciculus cuneatus. Оскільки спинна система стовпа продовжується в медіальний лемніск, ці відносини зберігаються. Також аксони голови і шиї, що йдуть від трійчастих ядер до таламуса, проходять поруч з волокнами верхньої частини тіла. Зв'язки через таламус підтримують топографію таким чином, що анатомічна інформація зберігається. Відзначимо, що така відповідність не призводить до ідеально мініатюрного масштабного варіанту тіла, а скоріше перебільшує більш чутливі ділянки тіла, такі як пальці і нижня частина обличчя. Менш чутливі ділянки тіла, такі як плечі і спина, відображаються на менші ділянки на корі.

    Малюнок\(\PageIndex{5}\): Сенсорний гомункул. Мультяшне зображення чуттєвого гомункула, розташованого поруч з корковою областю, в якій відбувається обробка.

    Так само топографічна взаємозв'язок між сітківкою та зоровою корою зберігається протягом усього зорового шляху. Поле зору проектується на дві сітківки, як описано вище, з сортуванням на оптичному хіазмі. Праве периферичне поле зору припадає на медіальну частину правої сітківки і латеральну частину лівої сітківки. Потім права медіальна сітківка проектує через середню лінію через оптичну хіазму. Це призводить до того, що праве поле зору обробляється в лівій зоровій корі. Аналогічним чином обробляється ліве поле зору в правій зоровій корі (див. Рис.\(\PageIndex{4}\)). Хоча хіазм допомагає сортувати праву і ліву візуальну інформацію, вища і нижча візуальна інформація зберігається топографічно в зоровому шляху. Світло з верхнього поля зору падає на нижню сітківку, а світло з нижнього поля зору падає на верхню сітківку. Ця топографія підтримується таким чином, що верхня область зорової кори обробляє нижнє поле зору і навпаки. Тому інформація про поле зору перевернута та зворотна, коли вона потрапляє в зорову корку - вгору вниз, а ліворуч - праворуч. Однак кора обробляє зорову інформацію таким чином, що остаточне свідоме сприйняття поля зору є правильним. Топографічна залежність очевидна тим, що інформація з фовеальної області сітківки обробляється в центрі первинної зорової кори. Інформація з периферичних областей сітківки відповідно обробляється у напрямку до країв зорової кори. Подібно до перебільшень в сенсорному гомункулі соматосенсорної кори, осередково-обробна область зорової кори непропорційно більша, ніж ділянки, що обробляють периферичний зір.

    В експерименті, проведеному в 1960-х роках, суб'єкти носили призматичні окуляри, щоб поле зору було перевернуто до досягнення ока. У перший день експерименту випробовувані піддавалися під час підйому до столу, думаючи, що він підвішений до стелі. Однак через кілька днів акліматизації суб'єкти поводилися так, ніби все було представлено правильно. Тому зорова кора дещо гнучка в адаптації до інформації, яку вона отримує від наших очей (рис.\(\PageIndex{6}\)).

    Малюнок\(\PageIndex{6}\): Топографічна зйомка сітківки на зорову кору. Поле зору проектує на сітківку через лінзи і падає на сітківку як перевернуте, зворотне зображення. Топографія цього зображення зберігається, коли візуальна інформація рухається зоровим шляхом до кори.

    Кора була описана як має специфічні області, які відповідають за обробку конкретної інформації; є зорова кора, соматосенсорна кора, смакова кора тощо Однак наш досвід цих почуттів не розділений. Натомість ми відчуваємо те, що можна назвати безшовним сприйняттям. Наші уявлення про різні сенсорні модальності, хоча і різні за своїм змістом, інтегровані мозком, щоб ми відчували світ як безперервне ціле.

    У корі головного мозку сенсорна обробка починається в первинній сенсорній корі, потім переходить до області асоціації і, нарешті, в мультимодальну зону інтеграції. Наприклад, зоровий шлях проектує від сітківки через таламус до первинної зорової кори в потиличній частці. Ця область в першу чергу знаходиться в медіальній стінці в межах поздовжньої тріщини. Тут зорові подразники починають визнаватися основними формами. Краї об'єктів розпізнаються і вбудовуються в більш складні форми. Крім того, входи з обох очей порівнюються для отримання інформації про глибину. Через перекриття поля зору між двома очима мозок може почати оцінювати відстань подразників на основі бінокулярних сигналів глибини.

    QR-код, що представляє URL-адресу

    Перегляньте це відео, щоб дізнатися більше про те, як мозок сприймає 3-D рух. Подібно до того, як нерівність сітківки пропонує 3-D кіноглядачам спосіб витягти 3-D інформацію з двовимірного поля зору, що проектується на сітківку, мозок може витягувати інформацію про рух у просторі, порівнюючи те, що бачать два ока. Якщо рух зорового подразника знаходиться вліво в одному оці і праворуч у протилежному оці, мозок інтерпретує це як рух до (або подалі) від обличчя вздовж середньої лінії. Якщо обидва ока бачать об'єкт, що рухається в одному напрямку, але з різною швидкістю, що б це означало для просторового руху?

    ПОВСЯКДЕННІ ЗВ'ЯЗКИ

    Глибина сприйняття, 3-D фільми та оптичні ілюзії

    Поле зору проектується на поверхню сітківки, де фоторецептори перетворюють світлову енергію в нервові сигнали для інтерпретації мозку. Сітківка являє собою двомірну поверхню, тому вона не кодує тривимірну інформацію. Однак ми можемо сприймати глибину. Як це досягається?

    Два способи, за допомогою яких ми можемо витягти інформацію про глибину з двовимірного сигналу сітківки, засновані на монокулярних сигналах та бінокулярних сигналах відповідно. Монокулярні сигнали глибини - це ті, які є результатом інформації в межах двовимірного поля зору. Один об'єкт, який перекриває інший об'єкт, повинен бути попереду. Відносні відмінності в розмірах також є сигналом. Наприклад, якщо баскетбол здається більшим за кошик, то кошик повинен знаходитися далі. На основі досвіду ми можемо оцінити, наскільки далеко знаходиться кошик. Бінокулярні сигнали глибини порівнюють інформацію, представлену в двох сітківках, оскільки вони не бачать поле зору точно так само.

    Центри двох очей розділені невеликою відстанню, що становить приблизно від 6 до 6,5 см у більшості людей. Через це зміщення зорові подразники не потрапляють на точно таке ж місце на обох сітківках, якщо ми не зациклені безпосередньо на них, і вони потрапляють на ямку кожної сітківки. Всі інші об'єкти в полі зору, або ближче, або далі, ніж зафіксований об'єкт, будуть потрапляти на різні плями на сітківці. Коли зір фіксується на об'єкті в просторі, більш близькі предмети будуть падати на латеральну сітківку кожного ока, а більш віддалені предмети будуть падати на медіальну сітківку будь-якого ока (рис.\(\PageIndex{7}\)). Це легко спостерігати, тримаючи палець перед обличчям, коли ви дивитеся на більш віддалений об'єкт. Ви побачите два зображення вашого пальця, які представляють два розрізнених зображення, які падають на будь-яку сітківку.

    Ці сигнали глибини, як монокулярні, так і бінокулярні, можуть бути використані, щоб змусити мозок думати, що в двовимірній інформації є три виміри. Це основа 3-D фільмів. Проектоване зображення на екрані двомірне, але воно має вбудовану в нього розрізнену інформацію. 3-D окуляри, які доступні в театрі, фільтрують інформацію так, що лише одне око бачить одну версію того, що знаходиться на екрані, а інше око бачить іншу версію. Якщо зняти окуляри, зображення на екрані матиме різну кількість розмиття, оскільки обидва ока бачать обидва шари інформації, і третій вимір не буде очевидним. Деякі оптичні ілюзії також можуть скористатися глибинними сигналами, хоча вони частіше використовують монокулярні сигнали, щоб обдурити мозок, щоб побачити різні частини сцени як знаходяться на різній глибині.

    Малюнок\(\PageIndex{7}\): Нерівність сітківки. Через міжочної відстані, в результаті якої об'єкти різної відстані потрапляють на різні плями двох сітківок, мозок може витягувати глибинне сприйняття з двовимірної інформації поля зору.

    Є дві основні області, які оточують первинну кору, які зазвичай називають областями V2 і V3 (первинна зорова кора - область V1). Ці навколишні області є зоровою асоціацією кори. Регіони візуальної асоціації розвивають більш складні візуальні сприйняття, додаючи інформацію про колір і рух. Інформація, оброблена в цих областях, потім направляється в області скроневої та тім'яної частки. Візуальна обробка має два окремих потоку обробки: один в скроневу частку і один в тім'яну частку. Це черевний і спинний потоки відповідно (рис.\(\PageIndex{8}\)). Черевний потік виявляє зорові подразники і їх значення. Оскільки вентральний потік використовує структури скроневої частки, він починає взаємодіяти з незорової корою і може бути важливим для зорових подразників, які стають частиною спогадів. Спинний потік знаходить предмети в просторі і допомагає керувати рухами тіла у відповідь на зорові входи. Спинний потік надходить в тім'яну частку, де взаємодіє з соматосенсорними ділянками корки, важливими для нашого сприйняття тіла і його рухів. Потім спинний потік може впливати на активність лобової частки, де зароджуються рухові функції.

    Малюнок\(\PageIndex{8}\): Черевні і спинні зорові потоки. З первинної зорової кори в потиличній частці візуальна обробка триває двома потоками - один у скроневу частку і один в тім'яну частку.

    РОЗЛАДИ...

    Мозок: Прозопагнозія

    Збої сенсорного сприйняття можуть бути незвичайними і виснажливими. Особливим сенсорним дефіцитом, який пригнічує важливу соціальну функцію людини, є просопагнозія або сліпота обличчя. Слово походить від грецьких слів prosopa, що означає «обличчя», і агнозія, що означає «не знаючи». Деякі люди можуть відчувати, що вони не можуть легко розпізнати людей по обличчям. Однак людина з просопагнозією не може розпізнати найбільш впізнаваних людей у відповідних культурах. Вони не визнали б обличчя знаменитості, важливої історичної особистості або навіть члена сім'ї, як їхня мати. Вони можуть навіть не розпізнати власне обличчя.

    Просопагнозія може бути викликана травмою мозку, або вона може бути присутньою з народження. Точна причина пропофагнозії та причина того, що це трапляється з деякими людьми, незрозуміла. Дослідження мозку людей, народжених з дефіцитом, виявило, що специфічна область мозку, передня веретеноподібна звивина скроневої частки, часто недорозвинена. Ця область мозку займається розпізнаванням зорових подразників і можливою її асоціацією зі спогадами. Хоча докази ще не є остаточними, цей регіон, ймовірно, буде там, де відбувається розпізнавання обличчя.

    Хоча це може бути руйнівним станом, люди, які страждають від цього, можуть пройти - часто використовуючи інші сигнали, щоб розпізнати людей, яких вони бачать. Часто звук голосу людини або наявність унікальних сигналів, таких як виразні риси обличчя (наприклад, родимка) або колір волосся можуть допомогти страждальцеві розпізнати знайому людину. У відео про просопагнозію, наданому в цьому розділі, жінці показано, що має проблеми з розпізнаванням знаменитостей, членів сім'ї та себе. У деяких ситуаціях вона може використовувати інші сигнали, щоб допомогти їй розпізнати обличчя.

    QR-код, що представляє URL-адресу

    Неможливість розпізнати людей по обличчям - проблема клопітка. Це може бути викликано травмою, а може бути вродженим. Перегляньте це відео, щоб дізнатися більше про людину, яка втратила здатність розпізнавати обличчя в результаті травми. Вона не може розпізнати обличчя близьких членів сім'ї або себе. Яку ще інформацію може використовувати людина, яка страждає просопагнозією, щоб з'ясувати, кого вони бачать?

    Огляд глави

    Сенсорний вхід в мозок надходить через шляхи, які проходять або через спинний мозок (для соматосенсорного введення з організму), або стовбур мозку (для всього іншого, крім зорової та нюхової систем), щоб досягти проміжного відділу. У проміжку сенсорні шляхи досягають таламуса. Це необхідно для того, щоб всі сенсорні системи досягли кори головного мозку, крім нюхової системи, яка безпосередньо пов'язана з лобовою і скроневою частками.

    Два основні тракти спинного мозку, що походять від сенсорних нейронів у спинних кореневих гангліях, - це спинна система стовпа та спіноталамічний тракт. Основні відмінності між ними полягають у типі інформації, яка передається в мозок і де тракти декансат. Система спинного стовпа в першу чергу несе інформацію про дотик і проприоцепцію і перетинає середню лінію в мозку мозку. Спиноталамічний тракт в першу чергу відповідає за больові та температурні відчуття і перетинає середню лінію в спинному мозку на рівні, на якому він входить. Трійчастий нерв додає подібну інформацію про відчуття від голови до цих шляхів.

    Слуховий шлях проходить через кілька ядер в стовбурі мозку, в яких додаткова інформація витягується з основних частотних подразників, оброблених равликом. Локалізація звуку стає можливою завдяки активності цих стовбурових структур мозку. Вестибулярна система входить в стовбур головного мозку і впливає на активність в мозочку, спинному мозку і корі головного мозку.

    Зоровий шлях відокремлює інформацію від двох очей так, що одна половина поля зору проектується на іншу сторону мозку. В межах зорових коркових областей сприйняття подразників і їх розташування проходить по двох потоках, одному вентральному і одному спинному. Черевний зоровий потік з'єднується зі структурами в скроневій частці, які важливі для довгострокового формування пам'яті. Спинний зоровий потік взаємодіє з соматосенсорної корою в тім'яній частці, і разом вони можуть впливати на активність у лобовій частці для генерації рухів тіла стосовно зорової інформації.

    Інтерактивні запитання щодо посилань

    Перегляньте це відео, щоб дізнатися більше про те, як мозок сприймає 3-D рух. Подібно до того, як нерівність сітківки пропонує 3-D кіноглядачам спосіб витягти 3-D інформацію з двовимірного поля зору, що проектується на сітківку, мозок може витягувати інформацію про рух у просторі, порівнюючи те, що бачать два ока. Якщо рух зорового подразника знаходиться вліво в одному оці і праворуч у протилежному оці, мозок інтерпретує це як рух до (або подалі) від обличчя вздовж середньої лінії. Якщо обидва ока бачать об'єкт, що рухається в одному напрямку, але з різною швидкістю, що б це означало для просторового руху?

    Відповідь: У той час як відео показує протилежну інформацію руху в кожному оці для об'єкта, що рухається до обличчя на середній лінії, рух повз одну сторону голови призведе до руху в одному напрямку на обох сітківках, але це буде повільніше в оці на стороні ближче до об'єкта.

    Неможливість розпізнати людей по обличчям - проблема клопітка. Це може бути викликано травмою, а може бути вродженим. Перегляньте це відео, щоб дізнатися більше про людину, яка втратила здатність розпізнавати обличчя в результаті травми. Вона не може розпізнати обличчя близьких членів сім'ї або себе. Яку ще інформацію може використовувати людина, яка страждає просопагнозією, щоб з'ясувати, кого вони бачать?

    Відповідь: Навіть якщо людина не може розпізнати обличчя людини, інші сигнали, такі як одяг, зачіска або особливість, така як видатний ніс або волосся на обличчі, можуть допомогти зробити ідентифікацію.

    Переглянути питання

    Питання: Який із цих сенсорних модальностей не проходить через черевний задній таламус?

    А. смакові

    Б. проприоцепція

    C. прослуховування

    D. Ноцицепція

    Відповідь: C

    Питання: Яке ядро в головному мозку з'єднане з нижнім колікулом?

    А. одиночне ядро

    B. вестибулярне ядро

    C. головне сенсорне ядро

    D. Кохлеарне ядро

    Відповідь: D

    Питання: Зорові подразники в верхньому лівому полі зору будуть оброблятися в якій області первинної зорової кори?

    А. нижнє право

    Б. нижня ліва

    C. вищий правий

    D. Верхній лівий

    Відповідь: A

    Питання: Яке місце на тілі має найбільшу область соматосенсорної кори, що представляє її, відповідно до сенсорного гомункулу?

    А. губи

    Б. стегно

    С. лікоть

    Д. шия

    Відповідь: A

    Питання: Що з перерахованого нижче є прямою мішенню вестибулярного ганглія?

    А. вищий колікулюс

    Б. мозочок

    С. таламус

    D. Оптичний хіазм

    Відповідь: B

    Питання критичного мислення

    Питання: Після аварії на мотоциклі потерпілий втрачає здатність рухати правою ногою, але має нормальний контроль над лівою, що передбачає гемісекцію десь в грудному відділі спинного мозку. Який сенсорний дефіцит очікувався б з точки зору дотику проти болю? Поясніть свою відповідь.

    А. права нога відчувала б хворобливі подразники, але не торкалася, оскільки спиноталамічний тракт деканує на рівні входу, який був би нижче травми, тоді як спинна система стовпа не декусація до досягнення стовбура мозку, який був би вище травми, і таким чином ці волокна будуть пошкоджені.

    Питання: Пухлина гіпофіза може спричинити втрати сприйняття в бічному полі зору. Гіпофіз розташовується безпосередньо нижче гіпоталамуса. Чому б це сталося?

    А. Коли пухлина збільшується, вона буде тиснути на оптичний хіазм, і волокна з медіальної сітківки будуть порушені. Ці волокна несуть інформацію про бічне поле зору, оскільки візуальна сцена змінюється, коли світло проходить через зіницю та лінзу.

    Глосарій

    висхідний шлях
    структура волокна, яка ретранслює сенсорну інформацію з периферії через спинний мозок і стовбур головного мозку до інших структур головного мозку
    асоціація область
    область кори, з'єднана з первинною сенсорною зоною корки, яка додатково обробляє інформацію, щоб генерувати більш складні сенсорні сприйняття
    бінокулярні сигнали глибини
    вказівки на відстань зорових подразників на основі незначних відмінностей зображень, що проектуються на будь-яку сітківку
    головне сенсорне ядро
    компонент трійчастих ядер, який знаходиться в понсах
    циркадний ритм
    внутрішнє сприйняття добового циклу світла і темряви на основі активності сітківки, пов'язаної з сонячним світлом
    декусат
    перетнути середню лінію, як у волокон, які проектують з одного боку тіла на іншу
    спинна система колон
    висхідний тракт спинного мозку, пов'язаний з тонким дотиком і проприоцептивними відчуттями
    спинний потік
    зв'язки між корковими ділянками від потиличної до тім'яної частки, які відповідають за сприйняття зорового руху і направляють рух тіла по відношенню до цього руху
    п'ятистий фасцикул
    бічний поділ системи спинного стовпа, що складається з волокон сенсорних нейронів у верхній частині тіла
    фасцикул граціозний
    медіальний відділ системи спинного стовпа, що складається з волокон сенсорних нейронів в нижній частині тіла
    нижня колікулюс
    остання структура в слуховому шляху стовбура мозку, яка проектується на таламус і верхній колікулюс
    міжзвукова різниця інтенсивності
    кий використовується для допомоги локалізації звуку в горизонтальній площині, який порівнює відносну гучність звуків у двох вухах, тому що вухо ближче до джерела звуку почує трохи більш інтенсивний звук
    міжзвукова різниця в часі
    кий використовується для допомоги при локалізації звуку в горизонтальній площині, який порівнює відносний час надходження звуків на два вуха, тому що вухо ближче до джерела звуку отримає стимул мікросекунди перед іншим вухом.
    бічне колінчасте ядро
    таламічна мішень RGC, яка проектує на зорову кору
    медіальне колінчасте ядро
    таламічна мішень стовбура слухового мозку, яка проектується на слухову кору
    медіальний леменіск
    волокнистий тракт системи спинного стовпа, який простягається від ядер gracilis і cuneatus до таламуса, і декусати
    мезенцефальне ядро
    компонент трійчастих ядер, який знаходиться в середньому мозку
    зона мультимодальної інтеграції
    область кори головного мозку, в якій інформація з більш ніж однієї сенсорної модальності обробляється для надходження на більш високий рівень коркових функцій, таких як пам'ять, навчання або пізнання
    кипоподібне ядро
    медуллярне ядро, при якому нейрони першого порядку системи спинного стовпа синапсують конкретно з верхньої частини тіла та рук
    ядро грациліс
    медуллярне ядро, при якому нейрони першого порядку системи спинного стовпа синапсують конкретно з нижньої частини тіла та ніг
    оптичний хіазм
    точка декусації в зоровій системі, при якій медіальні волокна сітківки перетинаються на іншу сторону мозку
    зоровий тракт
    назва структури волокон, що містить аксони від задньої сітківки до оптичної хіазму, що представляє їх розташування ЦНС
    первинна сенсорна кора
    область кори головного мозку, яка спочатку отримує сенсорний вхід від висхідного шляху від таламуса і починає обробку, яка призведе до свідомого сприйняття цієї модальності
    сенсорний гомункул
    топографічне зображення тіла всередині соматосенсорної кори, що демонструє відповідність між нейронами, обробкою стимулів і чутливістю;
    одиночне ядро
    мозкове ядро, яке отримує смакову інформацію від лицьового та глосоглоткового нервів
    спинномозкового трійчастого ядра
    компонент трійчастих ядер, який знаходиться в мозку
    спиноталамічний тракт
    висхідні шляхи спинного мозку, пов'язані з больовими і температурними відчуттями
    вищий колікулюс
    структура середнього мозку, яка поєднує зоровий, слуховий та соматосенсорний вхід для координації просторових та топографічних уявлень трьох сенсорних систем
    супрахіазматичне ядро
    гіпоталамічна мішень сітківки, яка допомагає встановити циркадний ритм тіла на основі наявності або відсутності денного світла
    черевне заднє ядро
    ядро в таламусі, яке є мішенню смакових відчуттів і проектує на кору головного мозку
    черевний потік
    зв'язки між корковими областями від потиличної частки до скроневої частки, які відповідають за виявлення зорових подразників
    вестибулярні ядра
    мішеней вестибулярного компонента восьмого черепного нерва
    вестибуло-очний рефлекс (VOR)
    рефлекс, заснований на зв'язках між вестибулярною системою та черепно-мозковими нервами рухів очей, що забезпечує стабілізацію зображень на сітківці при русі голови та тіла

    Дописувачі та атрибуція

    Template:ContribOpenStaxAP