Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.3: Бачення - центральна обробка

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    72238

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

    Візуальні поля

    Перш ніж вивчити шлях, який зорова інформація бере від сітківки до кори, необхідно зрозуміти, як сітківка розглядає навколишній світ. Повне поле зору включає все, що ми можемо побачити, не рухаючи головою чи очима.

    Ілюстрація повного поля зору. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.1. Два ока разом можуть переглядати все поле зору, яке є всім зоровим простором, який ми можемо бачити, не рухаючи головою чи очима. «Повне поле зору» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Повне поле зору можна розділити декількома способами. Кожне окреме око здатне бачити частину, але не все, поле зору.

    Ілюстрація одного ока зорових полів. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.2. Кожне око окремо може розглядати лише частину повного зорового поля. «Поля єдиного ока» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Повне поле зору також можна розділити на праве і ліве півполя. Півполя варіюються від самої периферійної точки до центральної точки, розділяючи повне поле зору на дві рівні області. Обидва ока беруть участь в огляді кожного півполя. Ямка розділяє сітківку на два відділи: носову сітківку і скроневу сітківку. Носова сітківка - це медіальна частина, яка розташована у напрямку до носа. Скронева сітківка - це бічна частина, яка розташована у напрямку до скронь і скроневої частки. Носова сітківка з одного ока разом з скроневою сітківкою з іншого ока здатні переглядати ціле півполе.

    Ілюстрація геміполів. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.3. Повне поле зору можна розділити на ліве і праве півполя. Обидва ока сприяють розгляду цих регіонів. Носова сітківка лівого ока і скронева сітківка правого ока переглядають ліве півполе. Носова сітківка правого ока і скронева сітківка лівого ока переглядають праве півполе. «Візуальні півполя» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Нарешті, повне поле зору можна розділити на монокулярні та бінокулярні області. Кожне монокулярне поле - це зоровий простір, який можна розглядати тільки одним оком. Бінокулярна область - це зоровий простір, яке можна розглядати обома очима.

    Ілюстрація монокулярний і бінокулярний поля зору. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.4. Монокулярні поля зору розглядаються тільки одним оком і розташовуються у напрямку до периферії повного поля зору. Бінокулярне поле зору розглядається обома очима і розташовується в центрі повного поля зору. «Поля монокулярні та бінокулярні» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Шляхи до мозку

    Візуальна інформація з кожного ока залишає сітківку через аксони гангліозних клітин на зоровому диску, створюючи зоровий нерв. Перед входом в мозок аксони з носової частини кожної сітківки перетинають середню лінію у зорового хіазму. Оскільки аксони з носової сітківки перетинаються на протилежну сторону нервової системи, але скроневі аксони сітківки не роблять, це призводить до обробки мозку вхід з контралатерального (протилежного боку) зорового геміполя. Тому права частина мозку отримує зорову інформацію з лівого півполя і навпаки.

    Ілюстрація шляху від сітківки. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.5. Інформація з кожного ока відноситься від сітківки зоровим нервом. Інформація, що сприймається нейронами в носовій сітківці кожного ока, перетинає середню лінію при оптичному хіазмі. Інформація з контралатерального зорового геміполя потім надходить до мозку. «Шляхи від сітківки» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Поширення На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Перегляд зорового нерва (черепного нерва II) за допомогою Brainfacts.org 3D Brain

    Зоровий тракт потрапляє в мозок і піднімається до синапсу в бічному колінчатому ядрі таламуса. Звідти аксони проектуються на первинну зорову кору, яку також називають смугастою корою або V1, розташованої в потиличній частці.

    Ілюстрація зорового шляху в мозку. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.6. Горизонтальний відділ мозку. Зоровий тракт потрапляє в мозок і проектує дорсально на таламус. Потім інформація направляється в первинну зорову кору в потиличній частці. «Візуальний шлях CNS» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Поширення На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.
    Візуальний шлях у тексті. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.7. Візуальна інформація, яка надсилається повним зоровим шляхом, отже, рухається від фоторецептора до біполярної клітини до гангліозної клітини в сітківці. Він залишає сітківку через зоровий нерв, зоровий хіазм та зоровий тракт до бічного колінчастого ядра таламуса, а потім рухається до первинної зорової кори. «Візуальний шлях» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Переглянути таламус за допомогою Brainfacts.org 3D мозку

    Перегляд первинної зорової кори за допомогою Brainfacts.org 3D Brain

    Сприйнятливі поля

    У міру переміщення інформації від сітківки до кори сприйнятливі поля стають все більшими і складнішими. Сприйнятливі поля в таламусі продовжують бути круглої форми, як сприйнятливі поля нейронів сітківки. Однак, як тільки інформація потрапляє до первинної зорової кори, ці кругові сприйнятливі поля об'єднуються, створюючи сприйнятливі поля, які активуються лініями.

    Ілюстрація таламічних нейронів синапсу на зорових нейронів кори з відповідними сприйнятливими полями. Деталь у підписі.
    Малюнок 20.8. Кругові сприйнятливі поля, розташовані в таламусі, об'єднуються, утворюючи прямі сприйнятливі поля в зоровій корі. Орієнтація напрямку лінії в зоровій корі залежить від розташування таламічних полів сітківки. «Сприйнятливі поля CNS» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Ці сприйнятливі поля змушують нейрони первинної зорової корі найкраще реагувати на лінію в певній орієнтації. Швидкість стрільби нейрона буде збільшуватися, коли лінія обертається в сторону «бажаної» орієнтації. Швидкість стрільби буде найвищою, коли лінія знаходиться в точній бажаній орієнтації. Різні орієнтації воліють різні нейрони.

    Ілюстрація ліній різної орієнтації та швидкості стрільби нейронів зорової кори. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.9. Нейрони в первинній зоровій корі показують підвищену швидкість стрільби у відповідь на бажану орієнтацію лінії. Лінії, повернуті від бажаної орієнтації, не призведуть до активності. «Польові відповіді CNS» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Обробка сенсорної інформації на вищому рівні

    Сенсорна система обробки вхідних даних не закінчується після досягнення первинної сенсорної кори в будь-якій сенсорній системі. Інформація, як правило, надсилається з первинної сенсорної кори в інші області сенсорної асоціації по всьому мозку. Характеристики сенсорної інформації стають більш складними, оскільки відбувається ця обробка вищого рівня.

    Постстріатальна обробка

    У зоровій системі є два широкі потоки інформації, які залишають смугасту кору. Інформація, яка рухається від первинної зорової кори вниз через нижню скроневу частку, відповідає за визначення розпізнавання об'єкта або того, що таке об'єкт. Диференціація яблука від людини відбувається саме в цьому потоці. Інформація, яка рухається від смугастої кори вгору через тім'яну частку, відповідає за рух або просторові компоненти зору.

    Ілюстрація мозку, показуючи спинний і вентральний візуальні потоки обробки. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.10. Інформація продовжує оброблятися після досягнення первинної зорової кори. Спинний потік рухається до тім'яної кори і важливий для просторових компонентів зору. Черевний потік рухається до скроневої частки і важливий для розпізнавання об'єктів. «Візуальні потоки» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.

    Спинний потік

    Однією з найважливіших регіонів спинного шляху є область МТ, також звана V5. У цій області нейрони переважно активуються певним напрямком руху об'єктом - наприклад, зліва направо або вгору вниз. Як приклад, згадайте, що сприйнятливі поля в первинній зоровій корі були активовані лініями при певній орієнтації. Так, у V5 нейрони активувалися б лініями, що рухаються в певному напрямку.

    Оскільки інформація продовжує оброблятися через спинний потік, нейрони стають виборчими для більш складних рухів. Спинний потік також важливий для обробки наших дій у відповідь на візуальну стимуляцію, наприклад, досягнення об'єкта в полі зору або навігації навколо предметів під час ходьби.

    Ілюстрація мозку, що показує область МТ біля потиличної частки, скроневої частки, тім'яної частки з'єднання. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.11. Площа МТ, також називається V5, є ранньою областю обробки спинного потоку через тім'яну частку. Нейрони в області активуються напрямком об'єкта в певному напрямку. «Площа МТ» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Черевний потік

    Ідентифікація об'єкта є ключовою функцією нашої зорової системи. За цей процес відповідає черевний зоровий потік. Як і більш складні активаційні характеристики області МТ в спинному потоці, нейрони в області V4 в вентральному потоці показують більш складні сприйнятливі поля і виявляють чутливість до ідентифікації форми та кольору. Оскільки візуальна інформація продовжує оброблятися через нижню скроневу частку, відбувається диференціація предметів. Наприклад, в області, яка називається веретеноподібною областю обличчя, розташованої в веретеноподібної звивині, яка лежить на вентральному аспекті скроневої частки, нейрони активуються обличчями і можуть бути спеціалізовані на одному конкретному обличчі.

    Ілюстрація вентрального потоку через V4, нижню скроневу частку та веретеноподібну звивину. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.12. Черевний потік спочатку обробляється областю V4, яка розпізнає форми і колір. Інформація продовжується через нижню скроневу частку і посилає інформацію в такі області, як веретеноподібна звивина, яка є областю, відповідальною за розпізнавання облич. «Центральний потік» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Нижня скронева частка також здійснює взаємні зв'язки зі структурами в лімбічної системі. Лімбічна система відіграє важливу роль в обробці емоцій і пам'яті, обидва вони є значущими складовими для зорового сприйняття. Мигдалина пов'язує зорові подразники з емоціями і надає цінність предметам. У члена сім'ї будуть емоційні зв'язки, яких незнайомець не буде. Гіпокамп відповідає за навчання і пам'ять і допомагає встановити спогади про зорові подразники.

    Ілюстрація корональних відділів мозку, що показують розташування мигдалини та гіпокампу. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.13. Структури лімбічної системи, мигдалина і гіпокамп також відіграють важливу роль у візуальній обробці. Обидві області розташовані глибоко в скроневій частці і мають взаємні зв'язки з вентральним потоком, коли він рухається через скроневу частку. «Глибока темпоральна частка» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Перегляд мигдалини за допомогою мозку Brainfacts.org 3D

    Переглянути гіпокамп за допомогою 3D-мозку Brainfacts.org

    Non-таламічні шляхи

    Хоча більшість вихідних сітківки проектує на бічне колінчасте ядро таламуса, а потім на первинну зорову кору, є деякі аксони, які проектують на інші ділянки мозку. Підмножина спеціалізованих гангліозних клітин сітківки проектують до супрахіазматичного ядра в гіпоталамусі. Ця область має вирішальне значення для циркадних ритмів і циклу сну/неспання. Інші нейрони сітківки відправляють аксони в претектум, область середнього мозку, яка спілкується з руховими ядрами і відповідає за контроль зіниць. Нарешті, інші гангліозні клітини проектують на верхній колікул, іншу область середнього мозку. Цей шлях відповідає за рухи, які будуть орієнтувати голову і очі в бік об'єкта, щоб сфокусувати об'єкт в центрі поля зору, області найвищої гостроти зору.

    Ілюстрований горизонтальний розріз мозку, що показує місця проекції сітківки. Деталі в підписі.
    Малюнок 20.14. Крім таламуса, нейрони сітківки посилають проекції в інші області мозку. Супрахіазматичне ядро (рожеве) розташоване в гіпоталамусі і важливо для біологічних ритмів. Передтектум (світло-блакитний) - це структура середнього мозку, яка відіграє певну роль у контролі м'язів зіниці. Нарешті, сітківка проектує на верхній колікул (синій), ще одну область середнього мозку, важливу для рухів очей та голови. Показано також бічне колінчасте ядро таламуса (зеленого кольору). «Неталамічні шляхи сітківки» Кейсі Хенлі ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Зазначення Авторства Некомерційна Частка На Тих Самих Умовах (CC BY-NC-SA) 4.0 Міжнародна.

    Переглянути гіпоталамус за допомогою Brainfacts.org 3D мозку

    Перегляд середнього мозку за допомогою Brainfacts.org 3D мозку

    Ключові виноси

    • Носова і скронева області сітківки відповідають за перегляд конкретних областей поля зору
    • Деякі проекції сітківки перетинають середню лінію на оптичному хіазмі, змушуючи ліву частину мозку обробляти праве зорове півполе і навпаки
    • Синапс аксонів сітківки в бічному колінчатому ядрі таламуса. Потім інформація переходить до первинної зорової кори
    • Сприйнятливі поля та бажані зорові стимули для активації нейрона стають більш складними, оскільки інформація рухається зоровим шляхом
      • Клітини сітківки і нейрони таламуса мають кругові сприйнятливі поля з інгібуючим об'ємом
      • Первинні зорові нейрони кори мають лінійні рецептивні поля, активуються лінією в певній орієнтації.
      • Площа МТ/V5 активується рухом в певному напрямку
      • Площа V4 активується певними формами та кольорами
      • Веретеноподібна звивина активується обличчями
    • Сітківка також проектує на області середнього мозку

    Перевірте себе!

    Інтерактивний елемент H5P був виключений з цієї версії тексту. Ви можете переглянути його онлайн тут:
    https://openbooks.lib.msu.edu/neuroscience/?p=479#h5p-19

    Відео-версія уроку

    Мініатюра вбудованого елемента «Глава 20 - Бачення: центральна обробка»

    Елемент YouTube був виключений з цієї версії тексту. Ви можете переглянути його онлайн тут: https://openbooks.lib.msu.edu/neuroscience/?p=479