περίληψη: Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι η οπτική ακαταστασία αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο οι πληροφορίες ρέουν μεταξύ των νευρώνων στον πρωτεύοντα οπτικό φλοιό του εγκεφάλου, αλλά όχι τη σειρά με την οποία επεξεργάζονται. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η αποτελεσματικότητα της μεταφοράς πληροφοριών αλλάζει ανάλογα με τη θέση της ακαταστασίας στο οπτικό πεδίο.
Αυτή η ανακάλυψη παρέχει μια εικόνα για τον «οπτικό συνωστισμό», ένα φαινόμενο που καθιστά δύσκολο τον εντοπισμό αντικειμένων σε πολυσύχναστα περιβάλλοντα, ειδικά στην περιφερειακή όραση. Τα ευρήματα εμβαθύνουν την κατανόησή μας για τη νευρωνική βάση της αντίληψης και θα μπορούσαν να ενημερώσουν τη μελλοντική έρευνα για την προσοχή και τη λειτουργία του εγκεφάλου.
Βασικά στοιχεία:
- Η οπτική ακαταστασία επηρεάζει το πόσο αποτελεσματικά ρέουν οι πληροφορίες στον οπτικό φλοιό.
- Η μελέτη βοηθά στην εξήγηση του «οπτικού συνωστισμού», που κάνει τα αντικείμενα πιο δύσκολο να αναγνωριστούν σε ακαταστασία.
- Οι διαφορετικές θέσεις της οπτικής ακαταστασίας επηρεάζουν τη ροή αλλά όχι τη σειρά με την οποία μεταφέρονται οι πληροφορίες.
πηγή: Γέιλ
Είτε κοιτάμε τα τηλέφωνά μας, είτε τη σελίδα ενός βιβλίου, είτε το άτομο που κάθεται στο τραπέζι, τα πράγματα στα οποία εστιάζουμε δεν στέκονται ποτέ μεμονωμένα. Υπάρχουν πάντα άλλα πράγματα ή άνθρωποι στο οπτικό μας πεδίο. Ωστόσο, το πώς η οπτική «ακαταστασία» επηρεάζει την οπτική επεξεργασία στον εγκέφαλο δεν είναι καλά κατανοητό.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 22 Οκτωβρίου στο περιοδικό ΝευρώνεςΟι ερευνητές του Yale έδειξαν ότι αυτή η ακαταστασία αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο ρέουν οι πληροφορίες στον εγκέφαλο, όπως και η ακριβής θέση αυτής της ακαταστασίας μέσα στο ευρύτερο οπτικό πεδίο. Τα ευρήματα βοηθούν στην αποσαφήνιση της νευρικής βάσης της αντίληψης και παρέχουν μια βαθύτερη κατανόηση του οπτικού φλοιού του εγκεφάλου.
«Προηγούμενη έρευνα έχει δείξει ότι η οπτική ακαταστασία έχει αντίκτυπο στον στόχο της αντίληψής σας, σε διαφορετικό βαθμό ανάλογα με το πού βρίσκεται αυτή η ακαταστασία σε σχέση με το πού κοιτάζετε αυτήν τη στιγμή», δήλωσε ο Anirvan Nandy, επίκουρος καθηγητής νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο Yale. Ιατρική Σχολή (YSM) και συνεπικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
«Έτσι, για παράδειγμα, αν μου ζητούσαν να διαβάσω τη λέξη «γάτα» με την άκρη του ματιού μου, το γράμμα «t» θα είχε πολύ μεγαλύτερο αντίκτυπο από το γράμμα «γ» στο να μην μπορώ να προσδιορίσω με ακρίβεια. το γράμμα «α», παρόλο που τα «γ» και «τ» βρίσκονται σε ίση απόσταση από το «α».
Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται «οπτικός συνωστισμός» και είναι ο λόγος που δεν μπορούμε να διαβάσουμε με την άκρη των ματιών μας, όσο σκληρά κι αν προσπαθούμε, και γιατί δυσκολευόμαστε να αναγνωρίσουμε αντικείμενα όταν βρίσκονται σε ακαταστασία. Η άκρη του οράματός μας, είπε ο Νάντι.
Για τη νέα μελέτη, οι ερευνητές ξεκίνησαν να προσδιορίσουν τι συμβαίνει στον εγκέφαλο όταν υπάρχει αυτό το οπτικό χάος.
Για να γίνει αυτό, εκπαίδευσαν τους μακάκους – ένα είδος του οποίου τα οπτικά συστήματα και οι ικανότητες είναι παρόμοια με τους ανθρώπους – να εστιάζουν στο κέντρο της οθόνης ενώ παρουσιάζουν οπτικά ερεθίσματα μέσα και έξω από τα δεκτικά τους πεδία. Κατά τη διάρκεια αυτής της εργασίας, οι ερευνητές κατέγραψαν νευρική δραστηριότητα στον πρωτεύοντα οπτικό φλοιό του πιθήκου, ο οποίος είναι η κύρια πύλη του εγκεφάλου για την επεξεργασία οπτικών πληροφοριών.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η συγκεκριμένη θέση αυτού του χάους μέσα στο οπτικό πεδίο του πιθήκου είχε μικρή επίδραση στον τρόπο με τον οποίο οι πληροφορίες περνούσαν μεταξύ των νευρώνων στον πρωτογενή οπτικό φλοιό. Ωστόσο, αυτό έχει επηρεάσει το πόσο αποτελεσματικά ρέουν αυτές οι πληροφορίες.
Είναι παρόμοιο με ένα τηλεφωνικό δέντρο, όπου τα άτομα καλούνται να καλέσουν ένα άλλο άτομο για να αναμεταδώσουν μια πληροφορία, έτσι ώστε κάθε μέλος της ομάδας να λάβει τις πληροφορίες μία προς μία.
Στην περίπτωση της οπτικής αντίληψης, λένε οι ερευνητές, η θέση της οπτικής ακαταστασίας δεν άλλαξε τη σειρά του τηλεφωνικού δέντρου, αλλά… μια πράξη Αλλαγή του πόσο καλά μεταδίδεται το μήνυμα από το ένα άτομο στο άλλο.
«Για παράδειγμα, η οπτική ακαταστασία σε ένα μέρος θα οδηγούσε τις πληροφορίες σε ένα συγκεκριμένο στρώμα του πρωτογενούς οπτικού φλοιού σε μικρότερο βαθμό από ότι η ακαταστασία αλλού», δήλωσε η Monica Gade, επίκουρη καθηγήτρια ψυχιατρικής στο YSM και συν-επικεφαλής της μελέτης. .
Οι ερευνητές αποκάλυψαν επίσης μια γενική ιδιότητα του οπτικού φλοιού που δεν ήταν προηγουμένως γνωστή.
Υπάρχουν πολλές περιοχές του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην θέαση και την αναγνώριση αντικειμένων και οι πληροφορίες περνούν μέσα από αυτές τις περιοχές με συγκεκριμένη σειρά. Για παράδειγμα, ο πρωτεύων οπτικός φλοιός στέλνει ένα πακέτο πληροφοριών στον δευτερεύοντα οπτικό φλοιό, ο οποίος στη συνέχεια στέλνει τις πληροφορίες του στην επόμενη στάση.
«Αυτό που ήταν ήδη καλά κατανοητό ήταν ότι υπάρχουν πολύπλοκοι υπολογισμοί που πραγματοποιούνται σε μεμονωμένες οπτικές περιοχές και τα αποτελέσματα αυτών των υπολογισμών μεταφέρονται στη συνέχεια στην επόμενη περιοχή κατά μήκος της οπτικής ιεραρχίας για να ολοκληρωθεί ολόκληρος ο υπολογισμός αναγνώρισης αντικειμένων», είπε ο Γκάντι.
Αυτό που βρήκαν οι ερευνητές στη νέα μελέτη είναι ότι υπάρχουν επίσης υπομονάδες σε αυτές τις μεγαλύτερες περιοχές που εκτελούν τους δικούς τους υπολογισμούς και αναμεταδίδουν μερικές, αλλά όχι όλες, από αυτές τις πληροφορίες σε άλλες υπομονάδες. Η Nandy είπε ότι αυτή η ανακάλυψη γεφυρώνει το χάσμα που υπήρχε μεταξύ των διαφόρων πεδίων που μελετούν την όραση.
Οι ερευνητές ενδιαφέρονται τώρα για το πώς η ακαταστασία επηρεάζει την επεξεργασία πληροφοριών μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου και πώς η προσοχή επηρεάζει αυτό το σύστημα.
«Για παράδειγμα, όταν οδηγείτε, μπορεί να κοιτάτε το αυτοκίνητο μπροστά σας, αλλά η προσοχή σας θα μπορούσε να εστιαστεί σε ένα αυτοκίνητο στην επόμενη λωρίδα ενώ προσπαθείτε να προσδιορίσετε αν πρόκειται να συγχωνευτεί», είπε. είπε. Νάντι.
Επομένως, οι λεπτομερείς οπτικές πληροφορίες που λαμβάνετε προέρχονται από το αυτοκίνητο που έχετε μπροστά σας, αλλά οι πληροφορίες που έχουν σημασία για εσάς είναι εκτός εστίασης.
«Πώς αντισταθμίζει αυτό το ενδιαφέρον το γεγονός ότι, παρόλο που δεν λαμβάνετε την καλύτερη ανάλυση πληροφοριών, εξακολουθείτε να είστε σε θέση να αντιλαμβάνεστε αυτό το μέρος του οπτικού χώρου πολύ καλύτερα από το σημείο που ψάχνετε;» είπε ο Τζαντ.
“Πώς επηρεάζει η προσοχή τη ροή των πληροφοριών στον φλοιό; Και αυτό θέλουμε να εξερευνήσουμε.”
Ο Xize Xu, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο YSM, και ο Mitchell Morton, πρώην μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο YSM, ήταν οι πρώτοι συγγραφείς της μελέτης.
Σχετικά με τα νέα της Visual Neuroscience Research
συγγραφέας: Μπες Κόνολι
πηγή: Γέιλ
ανακοίνωση: Μπες Κόνολι – Γέιλ
εικών: Η εικόνα πιστώθηκε στο Neuroscience News
Πρωτότυπη έρευνα: Η πρόσβαση είναι κλειστή.
“Το χωρικό πλαίσιο ρυθμίζει ακανόνιστα τη διαστρωματική ροή πληροφοριών στον πρωτογενή οπτικό φλοιό«Από τους Anirvan Nandy et al. Νευρώνες
μια περίληψη
Το χωρικό πλαίσιο ρυθμίζει ακανόνιστα τη διαστρωματική ροή πληροφοριών στον πρωτογενή οπτικό φλοιό
Η οπτική μας εμπειρία είναι το αποτέλεσμα της συντονισμένης δραστηριότητας νευρικών ομάδων στην αισθητηριακή ιεραρχία. Ωστόσο, το πώς η χωρική οργάνωση των αντικειμένων επηρεάζει αυτή τη δραστηριότητα δεν είναι ακόμα καλά κατανοητό.
Διερευνούμε πώς η διαστρωματική ροή πληροφοριών εντός του πρωτογενούς οπτικού φλοιού (V1) επηρεάζεται από οπτικά ερεθίσματα σε απομόνωση ή πλευρές σε χωρικές διαμορφώσεις που είναι γνωστό ότι προκαλούν ανομοιόμορφη επιδείνωση στην αντίληψη.
Χρησιμοποιώντας μεθόδους μείωσης διαστάσεων σε ταυτόχρονες καταγραφές πληθυσμού για συγκεκριμένα στρώματα, αποδεικνύουμε ότι η διάδοση πληροφοριών μεταξύ των φλοιωδών στρωμάτων λαμβάνει χώρα κατά μήκος ενός δομικά σταθερού υποχώρου συνδεσιμότητας.
Η χωρική διαμόρφωση των συμφραζόμενων ερεθισμάτων διαμορφώνει διαφορικά την αποτελεσματικότητα της διαστρωματικής επικοινωνίας, την ισορροπία των σημάτων ανάδρασης, την αποτελεσματική σηματοδότηση και τα συμφραζόμενα σήματα στα επιφανειακά στρώματα. Εντυπωσιακά, αυτές οι διαμορφώσεις αντανακλούν χωρικά ακανόνιστες πτυχές της γνωστικής έκπτωσης.
Τα αποτελέσματά μας προτείνουν ένα μοντέλο μη δικτυωτά ομοιόμορφης φλοιώδους συνδεσιμότητας στα στρώματα εξόδου του V1 που επηρεάζει τη ροή πληροφοριών στην αισθητηριακή ιεραρχία.