budowa oka Flashcards
Budowa siatkówki u człowieka
Receptory:
• zawierają barwnik, wybielają się pod wpływem światła
• zjawisko adaptacji = dużo barwnika, większa wrażliwość i na odwrót
Komórki nerwowe:
• dwubiegunowe, horyzontalne, amakrynowe, zwojowe
• przekazują informacje od receptorów do innych komórek nerwowych oraz między sobą
Transdukcja
- Zmiana energii świetlnej (widma elektromagnetycznego w zakresie widzialnym) w odpowiedź elektryczną komórki, która jest transmitowana do mózgu
- W przypadku innych modalności zmysłowych, jakakolwiek zmiana energii (np. kinetycznej lub przemieszczających się cząsteczek) na aktywność neuronalną
Rodzaje komórek receptorowych na siatkówce u człowieka
Pręciki:
• reagują na słabe światło
• znajdują się na obrzeżach siatkówki
• nie są wrażliwe na długość fali, czyli barwy
Czopki:
• reagują na mocne światło
• znajdują się głównie w centralnej części siatkówki
• są wrażliwe na długość fali, czyli barwy (czerwony, zielony i niebieski)
Rodzaje komórek receptorowych na siatkówce u człowieka
Pręciki:
• reagują na słabe światło
• znajdują się na obrzeżach siatkówki
• nie są wrażliwe na długość fali, czyli barwy
Czopki:
• reagują na mocne światło
• znajdują się głównie w centralnej części siatkówki
• są wrażliwe na długość fali, czyli barwy (czerwony, zielony i niebieski)
Rodzaje komórek nerwowych na siatkówce u człowieka
Komórki zwojowe (KZ):
Komórki amakrynowe [KA]
Komórki horyzontalne [KH]
Komórki dwubiegunowe [KD]
Komórki zwojowe (typu ON i OFF, typu P i M)
-KOMÓRKI TYPU ON I OFF- Komórki ON: -typ włączeniowy -pobudzające centrum, hamująca otoczka -reagują na wzrost oświetlenia Komórki OFF: -typ wyłączeniowy -hamujące centrum, pobudzająca otoczka -reagują na spadek oświetlenia
-KOMÓRKI TYPU M I P-
Komórki M (magno):
-komórki ON i OFF
-duże pola recepcyjne
-wrażliwe na duże obiekty oraz na kontrast
-odpowiadają szybko (wrażliwe na ruch)= fazowe
Komórki P (parvo):
- komórki ON i OFF
- małe pola recepcyjne
- wrażliwe na małe obiekty
- odpowiadają wolniej (wrażliwe na barwy i kształt, przeciwstawne centra i otoczki)= tonicznie
Pole recepcyjne na siatkówce u człowieka
- Obszar składający się z komórek receptorowych (czopków i pręcików) pobudzających komórkę zwojową siatkówki lub innego badanego neuronu
- Obszary recepcyjne mają także komórki ciała kolankowatego bocznego [CKB] i pierwszorzędowej kory wzrokowej [V1] (też inne obszary kory mózgu w zależności od modalności lub typu przetwarzanej informacji)
Nowa droga wzrokowa (nazwy struktur, połączenia, schematy)
Nowa droga wzrokowa:
komórki zwojowe siatkówki → nerw wzrokowy → skrzyżowanie wzrokowe → ciało kolankowate boczne (CKB) → wzrokowa kora mózgowa (V1)
Stara droga wzrokowa (nazwy struktur, połączenia, schematy, dwie odmiany drogi)
Stara droga wzrokowa:
ciało kolankowate boczne (CKB) → jądro Westphala Edingera = droga odruchu źrenicznego
ciało kolankowate boczne (CKB) → wzgórki czworacze górne → kora mózgowa w płatach ciemieniowych = lokalizacja obiektów i kontrola ruchu gałek ocznych (kiedy bodźce pojawiają się na peryferyjnych częściach siatkówki)
Organizacja retinotropowa
Oznacza, że określonym sąsiadującym ze sobą obszarom siatkówki odpowiadają określone, sąsiadujące ze sobą obszary w korze wzrokowej
Organizację retinotropową ma ciało kolankowate boczne (CKB) i kora wzrokowa pierwszorzędowa (V1)
Budowa i funkcje ciała kolankowatego bocznego
- Znajdują się tutaj dwa kanały: – kanał M, w części brzusznej, wrażliwy na duże przedmioty w ruchu – kanał P, w części grzbietowej, wrażliwy na małe przedmioty, kształt i barwę
- Otrzymuje połączenia z kory mózgowej (80-90%), które modulują sygnały z komórek zwojowych
- Funkcja: dokładna analiza cech bodźca
Eksperyment Hubla i Wiesla na kotach
- Badanie aktywności pojedynczych neuronów w korze mózgowej kota w zależności od rodzaju nachylenia bodźca
- Mikroelektroda umieszczona przez otwór w czaszce w pojedynczym neuronie lub obok niego
- Badacze otrzymali nagrodę Nobla
Typologia komórek nerwowych Hubla i Wiesla w korze mózgowej
- Neurony wzrokowej kory pierwszorzędowej (V1) mają prostokątne pola recepcyjne
- Granica między obszarami pobudzającymi i hamującymi przebiega wzdłuż linii prostej
- Wyjątek: plamki = analizują barwy
- Komórki proste = małe pola recepcyjne, zdefiniowane obszary (reakcja na nachylenie i konkretne położenie) [kora V1]
Różnice między komórkami prostymi a komórkami złożonymi
Proste:
- małe pola recepcyjne
- zdefiniowane obszary
Złożone:
- duże pola recepcyjne
- niezdefiniowane obszary
Organizacja kolumnowa w korze wzrokowej
- Komórki nerwowe w korze mózgowej (6 warstw) tworzą kolumnę prostopadle do kory odpowiadającą nachyleniu bodźca (pałeczki)
- W kolumnie znajdują się: – komórki proste i złożone – plamki (walce) zawierające neurony wrażliwe na barwę a nie wrażliwe na nachylenie – neurony poza plamkami niewrażliwe na barwę a na nachylenie
- Kolumny nachylenia dominacji ocznej
Wrażliwość komórek nerwowych w pierwszorzędowej korze wzrokowej (V1)
- Nachylenie = komórki proste
- Ruch (między paskami) = komórki złożone
- Częstotliwość przestrzenna: – niska (mało bodźców) = komórki złożone – wysoka (dużo bodźców) = komórki proste
- Binokularność (integracja informacji z obu oczu)
- Każdy moduł widzi tylko niewielki obszar przestrzeni!
Percepcja kształtu i proces stawiania hipotez (złudzenia percepcyjne)
Siatkówka i struktury mózgowe (komórki P):
• komórki zwojowe siatkówki • V1 → V2 → V4 → kora dolnoskroniowa (TOE → TE) [wrażliwość na kształty]
Stałość spostrzegania obiektów:
• niewielka aktywności neuronów kory dolnoskroniowej na ruch, zmianę wielkości, tło, kąt
• możliwe rozpoznawanie częściowo zasłoniętych przedmiotów
Proces stawiania hipotez założenie podstawowe:
• obiekt → klasyfikacja [wiedza wcześniejsza na temat znaczenia oraz nazwy]
• obiekt niepełny → hipotezy percepcyjne → klasyfikacja
• przyjęcie danej hipotezy → dana klasyfikacja
• mózg może wykorzystywać (przetwarzać dane) tylko jedną hipotezę w jednej chwili
Percepcja barwy (dwie koncepcje)
Koncepcja Helmholtza:
• 3 rodzaje receptorów, każdy wrażliwy na poziom długości fali i w związku z tym aktywny w pewnym zakresie = siatkówka
Koncepcja Heringa:
• przeciwstawne kolory: czerwony i zielony, żółty i niebieski, jasny i ziemny; hamowanie neuronowe = ciało kolankowate boczne i kora wzrokowa
Stałość barwy i koncepcja retinex
Stałość barwy: można spostrzegać kolorowe przedmioty, które zachowują swe oryginalne barwy nie tylko przy zmianach jasności oświetlenia, lecz nawet wtedy, gdy oświetlimy je kolorowym światłem, pod warunkiem że występują odpowiednie kontrasty i cienie
Koncepcja retinex:
• siatkówka (retina) + kora (cortex) = retinex
• opiera się o założeniu stałości barw, czyli zdolności do rozróżniania barwy niezależnie od poziomu/rodzaju oświetlenia
• odejmowanie barwy dominującej w całości spostrzeżenia w celu określenia koloru „prawdziwego” każdego obiektu = reflaktacja
• porównywanie koloru obiektu z innymi obiektami
Percepcja ruchu (dwa mechanizmy: siatkówka i stara droga)
- płat skroniowy [MT = środkowy skroniowy i MST = górny środkowy skroniowy] = obszary odpowiadające za ruch w danym kierunku, kolumny
- wzgórki czworacze górne → płat ciemieniowy = śledzenie przedmiotu
Percepcja głębi
- Percepcja głębi = stereotaksja
- Obraz powstaje na obu siatkówkach, dwa obrazy przesunięte wobec siebie (bo gałki oczne są patrzą pod innym kątem)
- Analiza kanałem P i M
- W V1 są komórki (detektory głębi), które reagują na przesunięte obrazy na obu siatkówkach (bo w korze zachodzi integracja obrazów z obu oczu)
- Obraz nie musi zostać rozpoznany, aby wykryć głębię (eksperyment Julesza)
• Konwergencja
= kąt patrzenia
Deformacje perspektywiczne
= linie równoległe wydają się zbliżone
Nakładanie się obrazów
= obrazy bliższe przesłaniają dalsze
Wielkość obrazów
= obraz obiektów dalszych jest mniejszy
Efekty związane z ruchem
= paralaksa ruchowa (przedmioty leżące za i przed płaszczyzną fiksacji przemieszczają się w różnych kierunkach)
Ważne obszary funkcjonalne kory mózgowej dla percepcji wzrokowej (pola FFA, PPA, STG)
- Pole twarzy (ang. fusiform face area, FFA) = aktywizacja w czasie rozpoznawania lub porównywania twarzy
- Przyhipokampowe pole miejsca (ang. parahippocampal place area, PPA) = aktywizacja w czasie rozpoznawania miejsc (scen) lub budynków
- Górny zakręt skroniowy (ang. superior temporal gyrus, STG) = aktywizacja w czasie percepcji zmiennych cech twarzy, np. ekspresja emocjonalna, ruchy oczu i ust
Zaburzenia odbioru informacji wzrokowej (sensoryczne, percepcji, błędne interpretacje)
- sensoryczne = zaburzony jest odbiór sensorycznych cech bodźców (np. niedowidzenie, głuchota centralna, zaburzenia czucia skórnego)
- percepcyjne = zaburzony jest proces kategoryzacji informacji (a zachowany jest odbiór sensoryczny), nazywane są agnozjami
- błędne interpretacje spostrzeżeń = zaburzony jest system oceny rzeczywistości i sądów, prowadzi do powstania urojeń (w kategoriach neuropsychologicznych np. anozognozja lub anozodiaforia)
Ślepowidzenie
ŚLEPOWIDZENIE-
-Brak widzenia aspektów przedmiotu w wyniku uszkodzenia pierwszorzędowej kory
wzrokowej (V1)
-Umiejętność spostrzegania ruchu na zasadzie: „osoby, która z zamkniętymi oczami wygląda przez okno i porusza ręką przed oczyma”
-Brak czułości w określonym zakresie pola widzenia
-Podążali wzrokiem za plamka na ekranie
-Gdy plamka znajdowała się w obszarze niewidzenia, osoby badane i tak lepiej radziły sobie z zadaniem niż wskazywałyby na to przypadek losowy
Wnioski: włącza się stara droga wzrokowa
Zespół Antona
-ZESPÓŁ ANTONA-
-Uszkodzenie pierwszorzędowej kory wzrokowej (V1),brak różnicowania kształtów kolorów,
poczucia światła
-Chory ignoruje objawy, twierdzi, że potrafi „,normalnie widzieć.”
-Prawdopodobnie u pacjentów pojawiają się aktywizacje utrwalonych wcześniej reprezentacji wzrokowych, co powoduje doświadczania wyobrażeń (omamów)
Akinetopsja
AKINETOPSJA-
- Pacjentka z uszkodzeniem płata ciemieniowego
- Problemy z liczeniem, afazja umiarkowana
- Trudności w spostrzeganiu ruchu
- Nalewana herbata wyglądała jak „,zamrożony lodowiec” = brak ruchu
Achromatopsja
stary film
- Brak identyfikacji barw na skutek uszkodzenia wyższej kory wzrokowej (V4)
- Świat spostrzegany w odcieniach szarości (film czarno-biały)
- Jeśli uszkodzenie jednostronne, utrata barwy w jednym polu widzenia
Różnice między agnozją apercepcyjną a agnozją asocjacyjną
W agnozji apercepcyjnej deficyty występują w procesie przetwarzania bodźców w całościowe spostrzeżenie,
natomiast w agnozji asocjacyjnej spostrzeżenie zostaje utworzone, jednak nie wywołuje śladów pamięciowych, które są konieczne aby nadać spostrzeżeniu znaczenie.
Prozopagnozja i jej rodzaje
Dwa warianty:
• trudność rozpoznawania twarzy jako bodźca = apercepcyjna agnozja twarzy
• trudność w rozpoznawaniu twarzy osób znanych = asocjacyjna agnozja twarzy
Cechy charakterystyczne asocjacyjnej agnozji twarzy:
nie rozpoznawanie twarzy członków rodziny oraz własnej twarzy w lustrze (zachowane rozpoznawanie innych cech np. sylwetki)
Koncepcja typu „co” i „gdzie”
- Autorzy: Ungerlinder i Mishkin
- Strumień brzuszny, droga „co”: – analiza cech obiektu – rozpoznanie obiektu – płat skroniowy
- Strumień grzbietowy, droga „gdzie”: – lokalizacja obiektu – przestrzenna konfiguracja między obiektami – płat ciemieniowy
Koncepcja typu „co” i „jak”
- Autorzy: Goodale i Milner
- Strumień brzuszny, droga „co”: – analiza cech obiektu – rozpoznanie obiektu – płat skroniowy
- Strumień grzbietowy, droga „jak”: – lokalizacja obiektu i wykonywanie precyzyjnych ruchów (zadania) – płat ciemieniowy ma silne połączenia z płatem czołowym
Badanie pacjentki
- Uszkodzenie z powodu zatrucia tlenkiem węgla okolic brzuszno-bocznych płata potylicznego
- Niezdolność rozpoznawania i kopiowania obiektów = deficyt percepcyjny, agnozja apercepcyjna
- Niezdolność rozpoznawania nachylenia przedmiotu na polecenie (nachylenie kartki)
- Zachowana umiejętność spontanicznego nachylenie przedmiotu (wsunięcie kartki)
- Zadania eksperymentalne: – „Ustaw przedmiot pod kątem” = nie – „Wsuń list do szczeliny” = tak
Mechanizm integrujący percepcję
Mechanizm uwagi = zsynchronizowane wyładowania (oscylacje czasowe) grup neuronów z okolic percepcyjnych i pamięciowych (integracja spostrzeżeń i śladów pamięciowych)
Stałość struktury kory (tak i nie)
Tak i nie ponieważ istnieje plastyczność kory mózgowej:
• u osób z uszkodzonym mózgiem
• u osób zdrowych
• jedno i wielomodalna
• przykład: zakłócanie kory potylicznej TMS u osób niewidomych wywołuje zaburzenie czytania językiem Braille’a
Cechy wspólnego kodowania informacji w ramach percepcji
- Siła bodźca = częstotliwość wyładowań
- Jakość bodźca = odrębne drogi nerwowe
- Czas trwania = przyzwyczajanie się do bodźca lub wykrywanie nowości
Organizacja funkcjonalna układu nerwowego dla percepcji (cechy wspólne)
- wykrycie (recepcja) bodźca przez komórki zmysłowe lub nerwowe, charakterystycznego dla danego, jednego lub kilku narządów,
- przetworzenie energii bodźca w tzw. potencjał błonowy komórki zmysłowej,
- przekształcenie potencjału receptorowego w potencjał czynnościowy,
- przesyłanie tak przekształconej informacji poprzez aksony do centralnego (ośrodkowego) systemu nerwowego,
- hierarchiczna organizacja przesyłu informacji w drogach czuciowych (pomiędzy receptorem, a korą asocjacyjną),o coraz większym stopniu złożoności,
- synteza odbioru w jednolite wrażenie zmysłowe, które ma miejsce na najwyższym piętrze systemu nerwowego, w tzw. świadomym odczuciu,
- możliwe są dwa rodzaje przesyłu informacji: jednokierunkowo i zwrotnie,
- ilość ośrodków pośredniczących w drodze czuciowej może być różna.
Dwa sposoby przetwarzania informacji w ramach percepcji
Analiza i synteza
• Droga „z dołu do góry”→ integracja prostych elementów w całość
• Droga „z góry na dół” → tworzenie znaczenia przedmiotu w organizacji percepcyjnej
Współdziałanie zmysłów i przykłady
- Mózg analizuje informacje różnych modalności w tym samym czasie:
- Przykład 1. Gdy patrzymy na gruszkę, widzimy jej kształt, przypominamy sobie jednocześnie jak smakuje = wywołuje to napłynięcie śliny do ust
- Przykład 2. Gdy oglądamy film w kinie, lokalizujemy głosy aktorów w różnych częściach ekranu, mimo, że głos pochodzi z tych samych głośników
Cztery główne cechy systemu percepcji (wieloetapowość, specjalizacja, strategie przetwarzania, transformacja bodziec-sygnał)
- Wieloetapowość: receptory → drogi nerwowe → kora mózgu (dekodowanie i kodowanie informacji, droga hierarchiczna)
- Specjalizacja strukturalna i funkcjonalna: według modalności bodźca na wejściu, ale też integracja międzymodalna „dół-góra” i „góra-dół”
- Dwie strategie przetwarzania: sekwencyjna (piętrowa organizacja percepcji) i równoległa (adaptacja i wyodrębnianie cech)
- Transformacja bodziec-sygnał: detekcja → kategoryzacja → rozpoznanie
Główne rodzaje czynności ruchowych
- reakcje posturalne - utrzymanie postawy ciała w zależności od wykonywanej czynności, stanie siedzenie
- czynności lokomocyjne - zespół odruchów umożliwiających przemieszczanie (chodzenie, pełzanie, czołganie itp)
- czynności manipulacyjne - stosowane przez zwierzęta do zdobywania np. obrony, pokarmu, partnera, dóbr
Rodzaje ruchów
- odruchy - są wrodzone i zwykle mimowolne, np. ssanie u noworodka, odruch kolanowy, zwężanie i powiększanie źrenicy, rdzeń kręgowy
- nawyki ruchowe - mogą być wrodzone (np. reakcja ucieczki) lub nabyte (jazda na rowerze) móżdżek, jądro postawy
- ruchy dowolne - są świadome, podlegają naszej woli w przeciwieństwe do ruchów mimowolnych, np. picie kawy z kubka
- ruchy kierowane - ruchy ulegają modyfikacji, można je zatrzymać, istotne jest sprzężenie zwrotne
- ruchy balistyczne- nie ulegają modyfikacji, nie można ich zatrzymać (odruch kolanowy), sprzężenie zwrotne nie jest istotne
