occipitale lobe - Kolb H13 Flashcards
occipitale lobe & structuur
Occipital lobe = achterkant van de hersenen en is verantwoordelijk voor zicht. Structuur:
o Primary visual cortex (V1) = eerste hersengebied dat visuele informatie verwerkt.
o Secondary visual areas (V2, V3, V4, V5) = specialiseren zich in verschillende aspecten van visuele verwerking, zoals kleur, vorm en beweging.
3 duidelijke markeringen in de visuele cortex
- Calcarine sulcus: bevat veel van V1. Het verdeelt de bovenste en onderste helft van visuele wereld.
- Linguale gyrus: bevat deel van V2.
- Fusiform gyrus: bevat de V4
Imaging onderzoeken van dorsale en ventrale stromingen
- In het plaatje hiernaast is te zien welke gebieden op wat reageren. -> Gemeten door regional blood flow bij het uitvoeren van visuele taken.
- De temporale gebieden reageren op gezichtsstimuli.
- De posterieure pariëtale gebieden reageren op locatie.
- De frontale kwab speelt een rol in bepaalde aspecten van visuele verwerking.
- Gebieden rondom de V5 reageren op bewegingsdetectie.
- Gebieden rondom de STS en ventrale temporale kwab reageren op vormdetectie.
- De linguale gyrus en de locatie van de V4 reageren op kleurperceptie.
Samengevat: er zijn dus 2 aparte visuele stromingen, één naar de pariëtale kwab en de ander naar de temporale kwab.
Top-down voorspellingen in visie
Het brein maakt voortdurend gebruik van herinneringen aan vroegere ervaringen, om zowel zintuiglijke informatie van moment tot moment te interpreteren als om de nabije toekomst te voorspellen. De uitgebreide verbindingen tussen de prefrontale cortex en zowel de occipitale als de temporale kwabben maken de prefrontale cortex de waarschijnlijke informatieverstrekker voor het verhogen van de visuele verwerkingssnelheid.
2 routes van visuele verwerking in de hersenen
Verwerking in de hersenen
Twee belangrijke routes:
1. Dorsal stream = “where” pathway, verwerkt spatial awareness (ruimtelijk inzicht), beweging en helpt bij coördinatie motoriek. Route: V1 -> V2 -> V3 -> V5 -> pariëtale kwab. VB: bal vangen.
2. Ventral stream = “what” pathway, verwerkt object recognition, kleurwaarneming en gezichtsherkenning. Route: V1 -> V2 -> V4 -> inferotemporale cortex & STS (= temporale kwab).
Schade aan dorsale stroming & bewijs
Patiënten met schade aan de dorsale stroming zien objecten, maar kunnen niet accuraat het object grijpen of de hand gepast vormen. De dorsale stroming is een reeks van systemen voor online visuele actie controle, dit is gebaseerd op 3 bewijzen:
1. Visuele neuronen in posterieure pariëtale gebieden zijn uniek in dat ze alleen actief zijn als het brein handelt op visuele informatie. Dus ze zijn niet actief als er alleen gekeken wordt naar een object zonder beweging.
2. Visuele posterieur pariëtale neuronen dienen daarom als een interface tussen analyse van de visuele wereld en motor actie die hierop wordt ondernomen.
3. De meeste visuele stoornissen geassocieerd met letsel aan de pariëtale cortex kunnen gekenmerkt worden als visueel-motorisch of visueel ruimtelijk.
Milner-Goodale model
De twee visual streams gebruiken visuele info op twee verschillende manieren:
* De dorsale stroming voor het sturen van beweging
* De ventrale stroming voor objectidentificatie.
Een belangrijk punt is dat we ons bewust zijn van maar een klein deel van wat het brein daadwerkelijk doet. Er kan ook nog een derde stroming worden toegevoegd: afkomstig van structuren die verbonden zijn met zowel de pariëtale als de temporale paden en stroomt naar een gebied dat begraven ligt in de superieure temporale sulcus. De STS is onderdeel van de multimodale cortex gekenmerkt door polysensorische neuronen, dat zijn neuronen die reageren op zowel visuele als auditieve of zowel visuele en somatosensorische input.
-> De interactie van pariëtaal en temporaal streams in de STS is waarschijnlijk door de interactie tussen de dorsal (actie) en ventral (herkenning) streams.
specifieke visuele verwerking -> vision for action
- Vision for action: visuele verwerking die nodig is voor specifieke bewegingen. Visie voor actie is gevoelig voor de beweging van het object en is een functie van de pariëtale visuele gebieden in de dorsale stroming.
BV: Als je een mok bij het oortje wil vastpakken, vormt je hand automatisch en onbewust de
gepaste houding.
specifieke visuele verwerking -> action for vision
- Action for vision: de kijker zoekt actief naar een deel van het doelobject en besteedt er selectief aandacht aan. Dit is een meer top-down proces. Bij het scannen van een gezicht zijn er meerdere oogbewegingen gericht op de ogen en mond en meer naar het linker visuele veld. -> Deze scanning bias is alleen zo bij gezichten, niet bij andere objecten. - Problemen bij dit deel = moeite bij visuele perceptie.
specifieke visuele verwerking -> visual recognition
- Visual recognition: objecten te herkennen en om te reageren op visuele informatie.
specifieke visuele verwerking -> visual space (egocentric space, allocentric space)
- Visual space: Visuele informatie die van specifieke locaties in de ruimte komt, maakt het mogelijk om ernaartoe te bewegen en betekenis toe te schrijven aan de objecten. Ruimtelijke locatie is niet unitair. Objecten bevinden zich zowel t.o.v. een individu (egocentrische ruimte) als t.o.v. elkaar (allocentrische ruimte). Verschillende aspecten van ruimtelijke verwerkingen komen voor in zowel de pariëtale als temporale visuele gebieden, en respectieve functies zijn geïntegreerd in gebieden die interacteren en informatie uitwisselen.
a. Egocentric space: staat centraal bij het controleren van acties t.o.v. objecten. Visuele ruimte is dus gecodeerd in neurale systemen gerelateerd aan visie voor actie.
b. Allocentric space: eigenschappen van objecten zijn nodig om een geheugen van ruimtelijke locatie te construeren. Een hoofdkenmerk is de afhankelijkheid van de identiteit van bepaalde kenmerken van de wereld. Het is dus geassocieerd met gebieden van visuele herkenning.
specifieke visuele verwerking -> visual attention
- Visual attention: neuronen in de cortex hebben verschillende aandacht-mechanismen. Ze reageren selectief op stimuli in bepaalde plaatsen of op bepaalde momenten. Onafhankelijke aandachtmechanismen zijn waarschijnlijk nodig voor zowel het sturen van bewegingen (in de pariëtale kwab) als voor het herkennen van objecten (in de temporale kwab).
visuele stoornissen -> 2 hoofdelementen
Er zijn 2 hoofdelementen in de manier waarop het brein de visuele velden organiseert:
1. De linker helft van elke retina stuurt de projecties naar de rechter kant van het brein, en de rechter helft van elke retina naar de linker kant. Schade aan V1 beïnvloedt het zicht in beide ogen.
2. Verschillende delen van het visuele veld zijn topografisch gepresenteerd in verschillende gebieden van V1. Dus schade aan een specifiek gebied van V1 produceert verlies van zicht in een specifiek deel van de visuele wereld.
visuele stoornissen -> monocular blindness en bitemporal hemianopia
- Monocular blindness: visie verlies in het oog door destructie van de retina of optische zenuw van een oog.
- Bitemporal hemianopia: visie verlies van beide temporale velden doordat letsel aan het mediale gebied van het optisch chiasme de kruisende weefsels aantast. Dit kan komen als een tumor groeit in de hypofyse (pituitary gland) waardoor er druk zit op het mediale deel van het chiasme en er verlies of verstoring van latere visie is.
visuele stoornissen -> nasal hemianopia, homonymous hemianopia
- Nasal hemianopia: visie verlies van één nasaal veld door letsel van het laterale chiasme.
- Homonymous hemianopia: blindheid van één geheel visueel veld door complete cuts van de optic tract, laterale geniculate lichaam of V1.
visuele stoornissen -> quadrantanopia, macular sparing
- Quadrantanopia: compleet visie verlies in één-kwart van de fovea door letsel aan de visuele cortex. De grens tussen het aangetaste gezichtsveld en het aangrenzende, intacte gezichtsveld of kwadrant is scherp, alsof een schaar wordt gebruikt om een deel van het gezichtsveld weg te knippen.
- Macular sparing: onderscheidt letsel aan de optische baan of thalamus van corticaal letsel, aangezien het vaak voorkomt na unilateraal letsel aan de visuele cortex. Het komt echter niet altijd voor.
scotomas
- Scotomas: kleine, blinde plekken in het visuele veld. Komt vaak door klein letsel aan de occipitale kwab. Vaak zijn mensen zich hier niet bewust van door nystagmus = constante kleine onvrijwillige oogbewegingen en het ‘gat’ wordt vaak vanzelf ingevuld door het visuele systeem.
-> Vaak ontziet letsel aan de occipitale kwab het centrale, of maculaire, gebied van het gezichtsveld. Dit is omdat dat gebied een dubbele vasculaire toevoer ontvangt van zowel de middelste als de posterieure cerebrale slagaders, waardoor het beter bestand is tegen groot hemisferisch letsel, of heel misschien omdat het foveale gebied van de retina projecteert naar beide hemisferen, dus zelfs als één occipitale kwab wordt vernietigd, ontvangt de andere projecties van de fovea.
stoornissen van corticale functie -> scintillating scotoma & blindsight
- Scintillating scotoma: ‘visuel noise’ is in het hele visuele veld, maar vooral in het gebied van de scotoma.
- Blindsight: mensen met schade aan V1 kunnen niet bewust zien, maar reageren wel onbewust op visuele prikkels.
stoornissen van corticale functie -> ischemia, angioma, optic ataxia
- Ischemia: neuronen zijn verloren, vooral die gevoelig zijn voor een periode van verminderde bloedstroom.
- Angioma: een verzameling van abnormale bloedvaten die zorgt voor abnormale bloedstroom. Dit kan zorgen voor hemianopia, maar wel met blindsight of corticale blindheid.
- Optic ataxia: komt door schade aan de posterior parietal lobe. Het zorgt voor tekorten in visual guided hand movements, zoals lezen, that cannot be ascribed to motor, samotosensory, visual field or acuity deficits.
visuele agnosie -> visuele vormagnosie & prosopagnosia
Visuele agnosie: het onvermogen om individuele visuele impressies te combineren in complete patronen, dus het is het onvermogen om objecten te herkennen, hun bewegingen waar te nemen of het onvermogen om ze te tekenen/ kopiëren, ondanks goed zicht.
- Visuele vormagnosie: ernstige onvermogen om lijntekeningen van objecten te herkennen. Tekeningen van objecten kunnen dus niet herkend worden, maar de objecten zelf wel.
- Prosopagnosia: tekorten in gezichtsherkenning. Niet eens eigen gezicht herkennen. Mensen kunnen wel herkend worden a.d.h.v. moedervlek, snor of haarstijl. -> bilateraal, assymetrisch letsel.
visuele agnosie -> alexia, visueel-ruimtelijke agnosie
- Alexia: moeite met lezen en onvermogen om kleuren te benoemen -> letsel in linker fusiform en linguale gebieden. Beide hemisferen kunnen letters lezen, maar alleen linker kan de letters comineren tot woorden.
- Visueel-ruimtelijke agnosie: één vorm -> topographic disorientation is het onvermogen om de weg te vinden in een vertrouwde omgeving. De meeste patiënten hebben ook andere visuele gebreken, voornamelijk gebreken in gezichtsherkenning. Het kan een symptoom zijn van Alzheimer. -> Letsel in rechter fusiform en linguale gyrus.
objectagnosie -> apperceptieve agnosie
- Objectagnosie: niet in staat objecten te herkennen aan hun uiterlijk, ondanks goed functionerend gezichtsvermogen.
o Apperceptieve agnosie: mislukking van objectherkenning waarbij de visuele basisfuncties (gezichtsscherpte, kleur, beweging) behouden blijven. Er is een onvermogen om een perceptie te ontwikkelen van de structuur van een object(en). Vaak hebben patiënten ook simultagnosia waarbij niet meer dan één object tegelijk kan worden waargenomen. -> Groot bilateraal letsel aan de laterale delen van de occipitale kwabben, zoals gebieden die output stuurt naar de ventrale stroming. Dit is vaak geassocieerd met koolmonoxidevergiftiging.
objectagnosie -> associatieve agnosie
o Associatieve agnosie: het onvermogen om een object te herkennen ondanks de schijnbare perceptie. Een tekening kan dus wel gekopieerd worden, maar kan niet geïdentificeerd worden. Dit is dus op een ‘hoger’ cognitief verwerkingsniveau dat geassocieerd is met geheugen. Het beïnvloedt voorgaande kennis over het object en het verkrijgen van nieuwe kennis. -> Letsel in anterior temporale kwab (verdere verwerking ventrale stroom)
