Нейронні механізми сприйняття

Нейронні механізми сприйняття 

План

  1. Поняття про сенситивний період
  2. Структурна організація нейронів кори
  3. Принцип конвергенції і дивергенції шляхів обробки інформації
  4. Системи "Що" і "Де".

1. Відомості, накопичені за останні десятиліття про нейрони сенсорних систем, підтверджують детекторний принцип нейронної організації різних аналізаторів. Для зорової кори були описані нейрони-детектори, які вибірково відповідають на елементи фігури, контуру — лінії, смуги, кути. Американські вчені Д. Хьюбел і Т. Візель розробили класифікацію нейронів-детекторів зорової кори, селективно чутливих до різної орієнтації ліній і розміру, зв'язавши їх із простими, складними і надскладними рецептивними полями. За ці роботи, а також за відкриття сенситивного (критичного) періоду, протягом якого під впливом сенсорних впливів відбувається закріплення запрограмованих властивостей нейронів-детекторів і їх зміна, у 1981 р. дослідники одержали Нобелівську премію.

Д. Хьюбел і Т. Візель провели досліди з частковою депривацією зору в кошенят у сенситивний період. Для цього вони тимчасово закривали одне чи два ока чи перерізали зовнішні м'язи одного ока. Після того як повіки кошеняти знову відкривалися, тестування властивостей нейронів показало зменшення числа нейронів, що відповідають на подразнення, яке надходить через раніше депривоване око. При повторенні аналогічного досліду на дитинчатах мавп були отримані приблизно такі ж результати: лише 15% клітин здатні реагувати на сигнали від раніше зашитого ока, у той час як у інших тварин було 50% таких клітин. Тварини були сліпі на депривоване око. Якщо при цьому закривали око, що не піддавалося депривації, тварини падали зі столу, натикалися на ніжки стільця

У кішки період пластичних перебудов нейронів, завдяки якому зорова депривація приводить до коркового дефекту, триває від 4-х тижнів до 4-х місяців після народження. У мавп цей період починається раніше, з моменту народження, і триває довше, поступово закінчуючись до року. Чутливість до депривації особливо висока в перші тижні сенситивного періоду. Відключення ока в дорослої тварин незалежно від тривалості не викликало ніяких шкідливих наслідків.

2. Вивчення вертикальних і горизонтальних зв'язків нейронів-детекторів різного типу привело до відкриття загальних принципів нейронної архітектури кори. В. Маунткасл — учений з медичної школи Університету Джонса Гопкінса — у 60-х роках вперше описав вертикальний принцип організації кори великих півкуль. Досліджуючи нейрони сомато-сенсорної кори в наркотизованої кішки, він знайшов, що вони по модальності згруповані у вертикальні стовпчики. Одні стовпчики реагують на стимуляцію правої сторони тіла, інші — лівої, а два інших типи стовпчиків відрізнялися тим, що одні з них вибірково реагували на дотик чи на відхилення волосків на тілі (тобто на подразнення рецепторів, розташованих у верхніх шарах шкіри), інші — на тиск чи на рух у суглобі (на стимуляцію рецепторів у глибоких шарах шкіри). Стовпчики мали вигляд тривимірних прямокутних блоків різної величини і проходили через усі клітинні шари. З боку поверхні кори вони виглядали як пластини розміром від 20—50 мкм до 0,25—0,5 мм. Пізніше ці дані підтвердилися і на наркотизованих мавпах. Інші дослідники вже на не наркотизованих тварин (макаках, кішках, пацюках) також представили додаткові докази стовпчастої організації кори.

В. Маунткасл (1981. С. 26), формулюючи основні положення своєї теорії про

1 2 3