Seseorang tanpa korteks visual dapat menyambung rangsangan bunyi dan visual • Svetlana Yastrebova • Berita Sains mengenai "Elemen" • Neurobiologi

Seseorang tanpa korteks visual dapat menyambung rangsangan bunyi dan visual.

Rajah. 1. Cara menyampaikan maklumat visual di dalam otak. Th (thalamus) – thalamus; V1 (visual 1) – korteks visual utama; SC (colliculus unggul) – salah satu daripada dua hillocks atas segiempat; Pulvinar (pulvinar) – bantal; LGN (nucleus geniculate lateral) – badan bersifat lateral. Angka ini juga menunjukkan laluan penghantaran dorsal dan dorsal dalam korteks; mereka digambarkan dengan lebih terperinci dalam berita Otak menyusun imej visual dengan cara yang berbeza daripada yang difikirkan sebelumnya (Elements), 08/23/2013. Imej dari N. Diederich et al., 2014. Adakah pesakit dengan penyakit Parkinson buta terhadap buta mata?

Kulit hemisfera serebrum (neocortex) diperlukan untuk mewujudkan hubungan antara maklumat yang datang melalui pancaindera. Dalam neocortex, imej objek ditambah (sebagai contoh, pisang tidak hanya kuning, tetapi juga licin), dan ia adalah terima kasih kepadanya bahawa anjing Pavlov dapat memahami bahawa makanan itu tidak muncul dengan sendirinya, tetapi hanya setelah menghidupkan mentol cahaya. Walau bagaimanapun, kajian baru pesakit saraf menunjukkan bahawa pembelajaran bersekutu adalah mungkin tanpa penglibatan neocortex. Oleh itu, seseorang yang telah kehilangan korteks visual boleh membentuk persatuan di antara bulatan warna dan saiz tertentu dan bunyi sesuatu bidang dan jumlah tertentu – dan ini walaupun dia secara sedar tidak menyedari warna, saiz dan bentuk objek.

Fenomena pseudo-buta, atau buta (lihatBlindsight), yang dikenali selama beberapa dekad. Dan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, novel fiksyen sains eponim oleh Peter Watts, pakar dalam biologi marin (lihat "Blindsight", "buta palsu") telah menyumbang banyak untuk mempromosikan mata buta, tetapi kerja korteks visual utama hemisfera besar mengalami gangguan. Oleh itu, orang tersebut tidak membezakan antara warna dan bentuk objek, dan juga tidak mengerti apakah objek ini bergerak atau tidak. Walau bagaimanapun, orang buta dapat bergerak secara bebas, melangkaui halangan, dan dapat menerangkan objek di hadapan mereka. Dan walaupun subjek menyatakan bahawa mereka tidak melihat apa-apa objek, tetapi hanya meneka ciri-cirinya, peratusan jawapan yang betul jauh lebih tinggi daripada dengan meneka secara rawak.

Pembutaran adalah mungkin disebabkan oleh "pengkomputeran selari" yang dihasilkan oleh otak pada maklumat visual yang berasal dari retina. Seperti yang kita ingat, di dalam retina terdapat lapisan penerimaan reseptor visual – rod dan kon. Batang membolehkan anda melihat pada waktu senja, tetapi mereka memberikan ketepatan imej yang lebih rendah daripada kon. Cone, sebaliknya, berfungsi hanya dengan cahaya yang cukup terang, tetapi membolehkan kita membezakan warna dan butir-butir kecil gambar.Maklumat dari batang dan kerucut melewati beberapa lapisan sel retina yang lain dan sedikit diproses di dalamnya, tetapi untuk penulisan sekarang ini tidak penting. Adalah penting bahawa pada keluar dari retina (lat retina) laluan data dari kayu dan kerusi berbeza. Kebanyakan mereka berakhir dalam laluan retino-geniculo-striatum yang disebut, CGS (Rajah 1). Bahagian singa dari serat saraf optik pergi ke badan articular lateral thalamus (LKT, atau LGN dalam bahasa Inggeris). Dalam bahasa Latin, lutut adalah genikulum, dengan itu akar "genikula" dalam nama laluan. Dari badan engkol engkol, isyarat memasuki kawasan ikatan korteks serebral, ke dalam korteks visual primer (V1).

Korteks visual utama (atau medan 17 dalam klasifikasi Brodmann) kelihatan berjalur dalam bahagian di bawah mikroskop cahaya (Rajah 2). Strip Latin adalah stria, dan oleh itu korteks visual utama sering dipanggil striatal (lat korteks striate). (Korteks striatal tidak boleh dikelirukan dengan striatum: yang kedua terletak di bawah kulit hemisfera besar dan melakukan peranan yang sama sekali berbeza – ia mengawal pergerakan.) Dalam korteks visual primer, isyarat dari retina diproses: neuron memilih garis dalam imej, menentukan sudut garis-garis ini dan beberapa parameter mudah lain gambar.Maklumat lanjut pergi ke korteks visual sekunder (bidang 18 dan 19), neuron yang "menangkap" tanda-tanda yang lebih kompleks. Akhirnya, data memasuki lobus parietal atau temporal. Terdapat terletak kawasan-kawasan yang bersekutu korteks, di mana imej objek yang lengkap telah dibentuk

Rajah. 2 Korteks visual utama (striatal) pada bahagian bawah mikroskop cahaya. Pewarna ungu dicat soma (badan) neuron. Dalam lapisan 4, jalur Gennari yang lebih gelap (Stria Gennari) – sekumpulan akselin myelin – kelihatan jelas – terima kasih di mana korteks visual utama mendapat nama kedua – striatal (striatal). Imej dari Ensiklopedia Neurosains, bab Fungsi Korteks Striate

Begitu nasib hampir semua maklumat yang dibawa oleh retina kepada kami. Tetapi ada jalan alternatif. Ia dipanggil extragenicular, kerana ia tidak melepasi badan-badan yang digariskan lateral thalamus (Rajah 1). Sebahagian daripada serat saraf optik berakhir di hillocks atas, atau di dvuhlium unggul (colliculus Superior, SC), kuadratur dari barisan tengah – struktur yang juga pakar dalam pemprosesan maklumat visual. Bahagian hilir bawah empat segi empat bertanggungjawab untuk pemprosesan rangsangan bunyi.

Analisis data dari retina di tubercles atas pergi dengan cepat, tetapi secara tidak sedar. Kerja mereka memungkinkan untuk melarikan diri dari bahaya yang menghampiri bahkan sebelum organisme telah menyedari bahawa sesuatu mengancamnya. Contohnya reaksi pertahanan yang disediakan oleh benjolan di atas ditunjukkan oleh bekas Presiden Amerika Syarikat, George W. Bush, ketika seorang wartawan Irak tiba-tiba mulai membuang kasut kepadanya pada sidang akhbar.) Dari tuberkel quadriform atas, maklumat masuk ke bantal (nukleus thalamus berpasangan, lihat nukleus Pulvinar) , dan dari sana ke korteks serebrum, tetapi bukan pada primer, tetapi kepada sekunder (Rajah 3).

Rajah. 3 Rajah dua cara utama untuk menghantar maklumat visual di dalam otak

Ia adalah jalur visual extragenicular yang dipelihara dalam pesakit yang luar biasa, yang dengan saintis Belanda dan Swiss bekerja, yang mempelajari fenomena penglihatan buta. Lelaki berusia 56 tahun benar-benar kehilangan korteks hujungnya di kedua hemisfera disebabkan oleh dua pukulan yang berlaku pada selang 6 minggu. Ini jelas dilihat dalam imej MRI (Rajah 4).

Rajah. 4 Imej otak ujian, yang diperoleh menggunakan pengimejan resonans magnetik (pandangan sisi, belakang dan atas). Dari artikel yang dibincangkan di Frontiers dalam Neurosains Manusia

Oleh kerana subjek itu tidak mempunyai korteks kuku, dia tidak mempunyai korteks visual utama. Ini bermakna laluan visual retino-geniculo-striatal juga terganggu. Ujian mata mengesahkan ini: dia tidak dapat menerangkan sama ada bentuk, atau warna, atau saiz objek yang ditunjukkan kepadanya, atau arah gerakan mereka. Tetapi dia entah bagaimana membezakan wajah orang dan boleh bergerak sendiri tanpa menyentuh objek.

Jadi mengapa perlu untuk "menguji" pesakit tanpa nama, jika fenomena buta palsu bukan lagi berita? Dan itulah maksudnya. Selepas beberapa eksperimen haiwan (lihat M. Jay, D. Sparks, 1984). Disarankan bahawa pembentukan persatuan antara rangsangan bunyi dan visual boleh berlaku tanpa rangsangan retina). laluan visual geniculo-striatal. Dalam erti kata lain, tidak perlu secara sedar untuk melihat imej visual sesuatu objek untuk mengaitkannya dengan isyarat bunyi. Nampaknya, rangsangan mata dan telinga pertama kali tidak ditemui di kawasan bersekutu korteks, tetapi dalam kuadran (lihat M. Meredith, B. Stein, 1986. Integrasi visual, pendengaran, dan somaticsensori) . Iaitu, dalam beberapa kes, pembelajaran bersekutu boleh dilakukan tanpa neocortex, dan ini berita.

Walau bagaimanapun, sehingga baru-baru ini, eksperimen mengajar orang buta untuk menghubungkan rangsangan visual dengan rangsangan bunyi dilakukan hanya pada haiwan, dan tidak ada yang tahu bagaimana seseorang melakukan. Dan kemudian seorang sukarelawan muncul, yang tidak mempunyai korteks visual primer, tetapi terdapat tubercles atas segi empat. Ia tetap hanya untuk membangunkan dia persatuan bunyi tertentu, yang subjek jelas mendengar, dengan objek tertentu, yang secara sedarnya tidak dapat dipahami.

Kami melakukan ini seperti berikut (Rajah 5). Subjek diletakkan 25 cm dari skrin abu-abu, di tengah mana bulatan merah ada selama satu saat. Semasa kedua yang sama, seseorang mendengar bunyi 500 Hertz melalui fon kepala. Pada masa yang sama, jumlah bunyi yang sama rata meningkat dari 35 desibel (tahap bunyi bising di dalam bilik) hingga 80 desibel (jumlah pembersih vakum yang berkuasa). Percubaan ini diulang 270 kali (mereka juga mengatakan bahawa "270 pembentangan dibelanjakan"). Dalam 2/3 kes di tengah-tengah kedua, jumlah bunyi meningkat dengan ketara (sehingga 80 decibel) sebanyak 10 milisaat, dan kemudian dikembalikan kepada nilainya sehingga lonjakan tajam dan terus meningkat dengan lancar. Tugas subjek ujian adalah untuk meramalkan peningkatan jumlah yang tajam – iaitu menekan butang secepat mungkin jika dia fikirbahawa jumlah itu akan melompat ke maksimum.

Rajah. 5 Skim eksperimen. Dalam setiap sepasang imej di bahagian atas – menukar saiz bulatan merah, turun di bawah – Meningkatkan jumlah. Di sebelah kanan dan di sebelah kiri Bilangan penyerahan satu jenis ditunjukkan. Garis putus-putus penampilan bulatan saiz maksimum, yang bertepatan dengan masa dengan peningkatan tajam dalam jumlah bunyi hingga maksimum, telah diperhatikan. Imej dari artikel dalam perbincangan Frontiers dalam Neurosains Manusia

Untuk melakukan ini, hanya dipandu oleh maklumat pendengaran, adalah mustahil. Petua berada dalam saiz bulatan merah pada skrin. Ia boleh meningkatkan atau menurun semasa kedua yang sama. Penurunan ini berlaku 2 kali lebih kerap daripada kenaikan. Di samping itu, pada saat melompat tajam dalam jumlah, bulatan selama 10 milisaat menjadi saiz maksimum, dan kemudian, seperti bunyi, kembali kepada nilai "sebelum goncang". Oleh itu, subjek harus mempunyai persatuan: apabila bulatan dikurangkan, jumlahnya berkemungkinan akan meningkat dengan ketara tidak lama lagi. Pembentukan hubungan kausal ini di dalam otak subjek akan mempengaruhi kelajuan tindak balasnya. Inilah yang berlaku.Berulang-ulang, "melihat" penurunan bulatan (petunjuk), dengan persembahan yang sama, orang itu secara perlahan menekan butang lebih cepat dan lebih cepat. Sekiranya pesakit "melihat" peningkatan dalam bulatan (tidak pantas), dia tidak tergesa-gesa untuk memberi isyarat. Dalam kes sedemikian, masa tindak balasnya juga menurun dari penyampaian kepada persembahan (saya tidak mahu menunggu lompat volum), tetapi tidak banyak.

Satu lagi ciri yang menarik: orang buta, pada dasarnya, tidak menganggap objek ungu (lihat S. Leh et al., 2006. Tidak ada input S-kon dalam buta manusia selepas hemispherectomy). Maklumat dari kerucut yang melihat cahaya dengan panjang gelombang pendek (420 nm, panjang gelombang untuk ungu) tidak masuk ke hillocks atas empat segi. Oleh itu, eksperimen yang diterangkan di atas diulang menggunakan bulatan ungu. Dalam kes ini, petunjuk tidak berfungsi: pengurangan bulatan ungu, yang menunjukkan lonjakan jumlah yang mungkin, tidak mempunyai kesan ke atas kadar tindak balas subjek (Rajah 6). Ia berkurang sama rata dengan sebarang pengubahsuaian bulatan ungu, kerana subjek itu tidak menganggap angka tersebut walaupun "pada tahap bawah sedar".

Rajah. 6 Graf menunjukkan bagaimana masa tindak balas dalam eksperimen dengan lingkaran merah (percubaan 1) dan violet (percubaan 2) menurun.Ia dapat dilihat bahawa dalam eksperimen 2, masa tindak balas pada pembentangan tanpa petunjuk dikurangkan dengan cara yang sama seperti petunjuk. Dari artikel yang dibincangkan di Frontiers dalam Neurosains Manusia

Jadi, seseorang tanpa korteks visual utama boleh membentuk persatuan antara bunyi dan sifat objek yang kelihatan. Bagaimanapun, objek-objek ini perlu dilihat oleh hillocks atas empat segiempat, dan struktur ini mempunyai keupayaan yang terhad (khususnya, mereka tidak membenarkan menganalisis objek yang mencerminkan cahaya panjang gelombang (kira-kira 420 nm), iaitu ungu). Tetapi perkara utama adalah bahawa tidak hanya beberapa "visual" kemahiran yang tetap dengan orang buta, tetapi juga kemampuan untuk belajar perkara baru terima kasih kepada kemahiran ini.

Sumber: Mehrdad Seirafi, Peter De Weerd, Alan J. Pegna dan Beatrice de Gelder. Audiovisual Blindsight: Pembelajaran Audiovisual di Cortex Visual Primer // Frontiers dalam Neurosains Manusia. 2015. V. 9. P. 686.

Svetlana Yastrebova


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: