Участник:Миг/Зрительные отделы головного мозга

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск
Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Участник:Миг/Зрение
Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Оптический тракт
Зрительные тропы мозга
Рис.4,Схема цветного зрения с точки зрения трёхкомпонентной теории

Зрительные отделы головного мозга — восприятие цвета и света, получение оптического изображения в коре головного мозга — второй, окончательный этап работы зрительной системы образования оптического изображения в зрительных отделах головного мозга.

Даже на начальном этапе визуального восприятия света и цвета (в пределах сетчатки) восприятие цвета начинается в визуальной системе — в пределах сетчатки, проходя через начальные цветные механизмы «противника».

Известно, что механизмы противника обращаются к противостоящему цветовому эффекту красно-зелёных, синих-желтых и бело-чёрных цветов. При этом визуальная информация возвращается назад через оптический нерв к оптическому перекресту en:Optic_chiasm: пункт, где два оптических нерва встречаются и информация от временных (контралатеральных) визуальных полевых крестов до противоположной стороны мозга. После оптического перекреста визуальные тракты en:Optic_tract нервного волокна упоминаются как оптические тракты, которые входят в таламус en:Thalamus через синапс в боковом en:Lateral_geniculate_nucleusgeniculate ядре (LGN)en:Lateral_geniculate_nucleus. LGN является отдельным отделом говного мозга из шесть слоев: два magnocellular (большая ячейка) бесцветные слои (М. ячеек) и четырех parvocellular (маленькая ячейка) цветных слоёв (P ячейки). В пределах слоев P-ячейки LGN есть два цветных типа противника: красного против зеленого и синего против зеленого/красного.

После синапсиса в LGN, визуальные тракты продвигается назад к первичной визуальной коре (ПВК-V1) en:Visual_cortex, расположенной позади мозга в пределах затылочного лепестка en:Occipital_lobe. В пределах V1 слоя наружного коленчатого тела есть отличная полоса (бороздчатость). Это также упоминается «как полосатая кора», с другими корковыми визуальными областями, упомянутыми все вместе как «extrastriate кора». На данном этапе цветная обработка становится намного более сложной.

Оптические тракты после встречи сигналов от правого и левого глаза в слои коленчатого тела
Ошибка создания миниатюры: Файл не найден
Схема наружного коленчатого тела. Слои 1 и 2 расположены более вентрально, ближе к приходящим волокнам оптического тракта.

В первичной визуальной коре (ПВК-V1) простая трехцветная сегрегация начинает ломаться. Много ячеек в ПВК-V1 отвечают на некоторые части спектра лучше, чем другие, но эта «настройка цвета» является часто иначе зависящий от области адаптации визуальной системы. Данная ячейка, которая могла бы лучше всего ответить на лучи света с длинными волнами, при относительно ярком свете, могла бы тогда стать отзывчивой ко всем длинам волн при относительно тусклом освещении. Поскольку цветная настройка этих ячеек не устойчива, некоторые полагают, что различное, относительно маленькое количество нейронов в ПВК-V1 ответственно за цветное зрение. Эти специализированные «цветные ячейки»" часто имеют восприимчивые области, которые могут вычислить местные взаимные отношения колбочек. Такие «ячейки двойного противника» были первоначально описаны в сетчатке серебряного карася Найджелом Доу;[1][2] их существование в приматах предлагалось Дэвидом Х. Хабэлем en:David_H._Hubelи Torsten Wiesel en:Torsten_Wiesel и впоследствии было доказано Бевилом Конвей.[3] Поскольку Маргарет Ливингстоун и Дэвид Хабэль показали, что двойные ячейки противника группируются в пределах ограниченных областей ПВК-V1, названных каплями, и как думают, входят в два вида — красно-зеленые и синие-желтые.[4] Красно-зеленые ячейки сравнивают относительные количества красно-зеленых в одной части объекта с количеством красно-зеленых в смежной части объекта, отвечая лучше всего на местный цветной контраст (красный рядом с зеленым). Исследования при моделировании показали, что ячейки двойного противника — идеальные кандидаты на нервные системы цветного постоянства, объясненного Эдвином Х.Земля en:Edwin_H._Land в его (retinex) теории о сетчаткеen:Retinex#Retinex_Theory.[5]

Способность глаза различить 1 млн. пикселей

От капель ПВК-V1 цветную информацию посылают ячейкам во вторую визуальную область V2. Ячейки в V2 являются наиболее постоянно настроенными на цвет, группируются в «тонких полосах», также как капли в ПВК-V1, для окраски оксидазы цитохрома фермента (отделение тонких полос — межполосы и толстые полосы, кажется, заинтересованы в другой визуальной информации — движения и формы с высокой разрешающей способностью). Нейроны в V2 — синапс ячейки в расширенном V4. Эта область включает не только V4, но и две другие области в следующей низшей временной коре, предшествующей области V3, спинной — следующей низшей временной коры, и следующий TEO.[6][7](Область, которую V4 был identitied как Semir Zeki, чтобы быть исключительно посвященным, чтобы покрасить, но это с после того показали, что не имеет место.[8] Обработка цвета в расширенном V4 происходит в цветных модулях размером в миллиметр, названных шариками en:Glob_(visual_system).[9][10] Это первая часть мозга, в котором цвет обработан с данными полного диапазона оттенков, найденных в месте цветаen:Color_space.[11][12]

Анатомические исследования показали, что нейроны в расширенном V4 обеспечивают вход в низший временной лепесток. Кора «IT», как думают, объединяет цветную информацию формы с формой, хотя было трудно определить соответствующие критерии для этого требования. Несмотря на эту неясность, было важно характеризовать эту тропу (ПВК-V1> V2> V4> IT) как брюшной поток en:Ventral_stream#Ventral_stream или, как «такая тропа», отличная от спинного потока en:Dorsal_stream#Dorsal_stream («где тропа»), которая, как думают, способна проанализировать движение, среди многих других особенностей.

При этом импульсы из правого глаза идут в левое полушарие мозга, и наоборот (см. в рис. 2-(А)). Реакция на свет также может быть различной (см. в рис. 2-(В).

Оптические изображения в мозгу и в фотографии[править]

Оптическое изображение в мозгу[править]

На основании вышеизложенного видно, что оптическое изображение (или предметные точки) на фокальной поверхности — сетчатке (биологическом фотосенсоре) как и в фотографии воспринято клетками, состоящими из определённого количества фотодатчиков (пикселей), например, колбочек, чувствительных к основным спектральным лучам, например, к красному, зелёнрму, синему (RGB). Сигналы фотодатчиков или фоторецепторов колбочек (их количество около 6 млн.) по строго связанной биологической системе передачи их при помощи синапсов по нерным каналам, которых насчитано примерно около 1,2 млн., передаюрся в головной мозг. Возникае вопрос, как это 6 млн. сигналов, трансдукцируемых синими, зелёными, красными колбочками каждого блока или от 2млн. клеток могут передаться по 1,2млн. каналов? При этом следует учесть работу экстерорецепторов (фотодатчиков) ганглиозного слоя сетчатки ipRGC, синапсически связанных прямой и обратной связью с колбочками, палочками и с головным мозгом, содержащими фотопигмент меланопсин, которые способны подавлять или усиливать фототрансдукцию биосигналов палочек и колбочек.[цитата, необходимая].

На начальном этапе визуального восприятия света и цвета (в пределах сетчатки) восприятие цвета начинается на раннем уровне в визуальной системе — уже в пределах сетчатки, проходя через начальные цветные механизмы «противника» — оппоннтного отбора наиболее ярких сигналов.

После синапсиса в LGN, визуальные тракты продвигается назад к первичной визуальной коре (ПВК-V1)en:Visual_cortex, расположенной позади мозга в пределах затылочного лепестка en:Occipital_lobe. В пределах V1 слоя наружного коленчатого тела есть отличная полоса (бороздчатость). Это также упоминается «как полосатая кора» с другими корковыми визуальными областями, упомянутыми все вместе как «extrastriate кора». На данном этапе цветная обработка становится намного более сложной.

В итоге, созданный природой биологический АЦП (на уровне сетчатки и головного мозга) — уникальная биологическая система преобразования и получения оптического изобраежия (цветного и серого) в мозгу (в том числе и стерео). Достижения в области фотографии цветной, стерео ещё далеки от совершенства этих визуальных биологических систем, созданных природой, обладая которыми мы каждый день визуально наслаждаемся окружающим нас красочным миром.

Оптическое изображение в фотографии[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Фильтр Байера

Смотри также[править]

Примечания[править]

  1. Nigel W. Daw (17 November 1967). «Goldfish Retina: Organization for Simultaneous Color Contrast». Science 158 (3803): 942-4. doi:10.1126/science.158.3803.942. PMID 6054169
  2. Bevil R. Conway (2002). Neural Mechanisms of Color Vision: Double-Opponent Cells in the Visual Cortex. Springer. ISBN 1402070926. http://books.google.com/books?id=pFodUlHfQmcC&pg=PR7&dq=goldfish+retina+by+Nigel-Daw&as_brr=3&ei=2AWqR764JI7-iAGh8vwE&sig=7vvLHGgrRP_QtPH6mjLuiqblglU.
  3. Conway BR (15 April 2001). «Spatial structure of cone inputs to color cells in alert macaque primary visual cortex (V-1)». J. Neurosci. 21 (8): 2768-83. PMID 11306629. http://www.jneurosci.org/cgi/content/full/21/8/2768.
  4. John E. Dowling (2001). Neurons and Networks: An Introduction to Behavioral Neuroscience. Harvard University Press. ISBN 0674004620
  5. McCann, M., ed. 1993. Edwin H. Land’s Essays. Springfield, Va.: Society for Imaging Science and Technology.
  6. Conway BR, Moeller S, Tsao DY. (2007). Specialized color modules in macaque extrastriate cortex. Neuron. 56(3):560-73. PMID 17988638
  7. Conway BR, Tsao DY. (2009). Color-tuned neurons are spatially clustered according to color preference within alert macaque posterior inferior temporal cortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 106:18035-18039. PMID 19805195
  8. John Allman and Steven W. Zucker (1993). «On cytochrome oxidase blobs in visual cortex». in Laurence Harris and Michael Jenkin, editors. Spatial Vision in Humans and Robots: The Proceedings of the 1991 York Conference. Cambridge University Press. ISBN 0521430712. http://books.google.com/books?id=eWBiKaOCNIYC&pg=PA34&dq=v4+zeki+color&lr=&as_brr=3&ei=KBCqR7eGF4bQiwHpnZSoCg&sig=F_rbsAj3FD69wRMzWGhB1vK4RuQ.
  9. Conway BR, Moeller S, Tsao DY. (2007). Specialized color modules in macaque extrastriate cortex. Neuron. 56(3):560-73. PMID 17988638
  10. Conway BR, Tsao DY. (2009). Color-tuned neurons are spatially clustered according to color preference within alert macaque posterior inferior temporal cortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 106:18035-18039. PMID 19805195
  11. Conway BR, Moeller S, Tsao DY. (2007). Specialized color modules in macaque extrastriate cortex. Neuron. 56(3):560-73. PMID 17988638
  12. Conway BR, Tsao DY. (2009). Color-tuned neurons are spatially clustered according to color preference within alert macaque posterior inferior temporal cortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 106:18035-18039. PMID 19805195