Vizuális terület az agyban

Mozgásvakság – Wikipédia

Tárgyreprezentáció az agykéregben A fejezet első részében megismerkedtünk azzal, hogy miért is nehéz feladat egy adott tárgy felismerése. Viselkedési adatok segítségével mutattuk be, hogy az alakzatok és tárgyak észlelése milyen lépésekben történik, és elemeztük a tárgylátás két legfontosabb modelljét.

A továbbiakban azokat az adatokat mutatjuk be, amelyek a főemlősök főleg az ember és a legtöbbet tanulmányozott makákómajom tárgyfeldolgozó agykérgi rendszeréről jelenleg rendelkezésünkre állnak. Mint láttuk, minden tárgy felismerésének alapfeltétele, hogy hátterétől el tudjuk különíteni perceptuális szegregáció.

A szegregáció alapjául szolgáló fizikai paramétert, amely a látható kontrasztot létrehozza, nevezzük vizuális kulcsnak.

Területvédekezés

Nagyon sok adatunk van arról, hogy az egyes vizuális kulcsok által szolgáltatott információt nagyrészt elkülönült módon dolgozza fel az agykéreg. A vizuális kulcsok alapján két fő agykérgi feldolgozó rendszert lehet elkülöníteni: a dorzális rendszert, mely inkább a kép mozgásáért, elemeinek térbeli viszonyaiért és az ezekkel végzett manipulációkért felelős, valamint a ventrá- lis rendszert, mely elsősorban a a látás eltérése színéért és milyenségéért felelős.

Hírek, Aktualitások, Események

A két vizuális rendszer legfontosabb tulajdonságaival már a látás alapvető folyamataival foglalkozó fejezetben is megismerkedhettünk, illetve a főbb jellemzőket Az emlősagy vizuális rendszere című szövegdobozban Ezért a továbbiakban a tárgyfelismerésben fontosabb szerepet betöltő ventrális rendszer tulajdonságaira koncentrálunk.

A ventrális vizuális rendszer Mint korábban láthattuk, a két vizuális rendszer a nyakszirti vagy tarkólebenyen elhelyezkedő elsődleges látókéregből indul ki. Innen az információ a másodlagos V2majd a negyedleges V4 vizuális agykérgi területen keresztül jut el a halánték- vagy temporális lebeny alulsó részén elhelyezkedő inferior temporális kéregbe IT. Számos érv szól amellett, hogy a tárgyak durva feldolgozási lépéseit egyre finomodó lépések követik egy több lépcsőből álló hierarchikus rendszer működésének eredményeképpen.

Nézzük meg egyenként a legfontosabb érveket ezen állítás mellett Rousselet et al. A feldolgozási hierarchiának itt a V1-et és V2-t követő területeire koncentrálunk, tekintettel arra, hogy ezek tulajdonságait a korábbi fejezetek már tárgyalták. A ventrális rendszer állomásainak neuronális latenciája fokozatosan hosszabbodik. Egy inger pl. Ez a latencia, amely egyébként jellemző az adott agykérgi területre, a ventrális rendszerben előrehaladva fokozatosan nő 5.

A legrövidebb latencia a Vl-neuronokra majmok esetében átlagosan 60 msmíg a leghoszabb latencia az IT neuronjaira jellemző ms.

vizuális terület az agyban

Ez a latencianövekedés arra utal, hogy az információ a Vl-ből a V2-be, majd onnan a V4-be és végül az IT-be kerül, vagyis alapvetően soros módon dolgozódik fel.

Az egyes állomások neuronjaira jellemző receptív mező mérete fokozatosan növekszik. Míg a Vl-neuronok receptív mezejének átlagos mérete 0,5 fok között változik kb. A receptív mezőnek ez a méretnövekedése annak köszönhető, hogy a ventrális rendszerben igen erős a kapcsolatok konvergenciája.

Jusson eszünkbe, hogy a konvergencia fogalmával már találkoztunk korábban, a receptor-ganglionsejt konvergenciaeltéréseivel kapcsolatban, ami magyarázattal szolgált az M és P sejtek működésében az eltérő téri felbontásra. Itt is hasonlóról van szó, azaz például arról, hogy az IT-neuronok nagyon sok alacsonyabb területen elhelyezkedő és kisebb receptív mezejű neurontól kapják bemenetüket.

Míg a kis receptív mezejű neuronok a látótérbe kerülő kép finom részleteiről és helyéről szolgáltatnak precíz információt, addig a nagy receptív mező akkor hasznos, ha a látótér nagyobb részéről jövő információt kell integrálnunk például olyankor, amikor egy adott tárgyat helyzetétől függetlenül kell felismernünk.

vizuális terület az agyban

Az egyes állomások neuronjai az ingerek egyre bonyolultabb vonásaira érzékenyek. Míg a V1-neuronok leginkább adott irányú vonalakra, illetve élekre érzékenyek, addig a hierarchiában feljebb elhelyezkedő területek egyre komplexebb és absztraktabb kontúrokra, geometriai mintázatokra érzékenyek.

A V2 esetében vonalak és egyszerű geometriai ábrák, a V4 neuronjainál komplex, színes, 3-D tulajdonságokkal is rendelkező geometriai ábrák, az IT neuronjai esetében viszont bonyolult tárgyak, kategóriák, emberi, illetve állati arcok váltják ki a legnagyobb választ.

Van-e a ventrális rendszer hierarchiájának csúcsa? A kezdeti tárgyfelismerési elméletek szerint a ventrális vizuális terület az agyban rendszer csúcspontján lévő neuronok mindegyike csak és kizárólag egy adott tárgyat, illetve jelenséget kódol.

Ezeket a neuronokat kardinális sejteknek vagy megismerési egységeknek nevezték el.

A vizuális tudat

Leggyakrabban mégis mint nagymamasejteket emlegetik őket, mivel ha ez az extrém tárgyszelektív kódolás létezne, ezek az idegsejtek egyedül nagymamánk képére aktiválódnának. Könnyen belátható, hogy az ilyen neuronok megléte gyakorlatilag nem gazdaságos, elvileg pedig nem lehetséges. Egyrészt, ha elveszítenénk a nagymama-felismerő idegsejtünket, akkor legközelebb már nem ismernénk fel őt.

Másrészt, nyilvánvalónak látszik, hogy véges számú agykérgi neuronjaink nem lennének elegendőek a környező világ végtelen számú dolgának felismerésére. A legfőbb ellenérv a kardinálissejt-modellel szemben az a teljesítményünk, hogy előzetes tapasztalatainkat összegezve képesek vagyunk az olyan tárgyakat is felismerni, melyeket addig még nem láttunk, és amelyekre éppen ezért nem létezhet felismerőegység sem. A hierarchia tetején elhelyezkedő terület, az IT tehát nem az egész tárgyfelismerésnek, hanem csak a ventrális rendszernek a végső állomása.

  • Az emberi agy gyorsabb képfelismerő, mint a számítógép Pesthy Gábor
  • Az agy működése - Vizuális terület az agyban
  • Csökkent látás okai epilepsziában

A tárgyakkal kapcsolatos érzelmi, emlékezeti, feladatfüggő döntésekkel kapcsolatos információ további feldolgozó lépéseket igényel ezekkel az Általános pszichológia 2. A ventrális rendszer állomásainak vázlatos reprezentációja. A V1, V2, V4 és az IT közötti hierarchikus rendszer egyes területeinek átlagos latenciája, receptívmezõ-mérete és a terület által leginkább kedvelt vizuális ingerek példái V4 — a színlátás agykérgi központja?

Az első tanulmányok szerint a terület neuronjai rhesusmajom agyában a fény hullámhosszára igen érzékenyek. Semir Zeki londoni kutató nevéhez fűződik a terület színspecializálódásának leírása és vizuális terület az agyban felvetése, hogy a V4 egy szelektív színfeldolgozó modul lenne Bartels-Zeki Ugyanakkor részletes újabb tanulmányokban sikerült kimutatni, hogy a V4 szerepe mesz- sze túlmutat a színfeldolgozáson. Egyrészt, nem minden V4-neuron érzékeny a tárgyak színére.

Másrészt, a neuronok érzékenyek vonalak irányára, egyszerű és bonyolultabb geometriai ábrákra is. Harmadrészt, a tárgyak 3-D tulajdonságai és mozgása is befolyásolja a V4-neuronok aktivitását.

Mindebből úgy tűnik, hogy a majmok V4 területének funkciói nem merülnek ki a fény hullámhosszának érzékelésében, és komplex szerepet töltenek be a tárgyfelismerésben.

Vizuális terület az agyban.

A fenti majomkísérletektől függetlenül felmerült, hogy az emberi agyban is lenne egy központi színfeldolgozó terület. Feltártak ugyanis egy olyan területet, amelyről úgy gondoljuk, hogy a majmok V4 területének emberi megfelelője homológja 5. Ennek a területnek az irtása, illetve kiesése léziója emberben szelektív színlátászavarokhoz akromatopszia vezet.

Később funkcionális képalkotó eljárásokkal PET és fMRI, amelyek működését röviden ismertettük az észlelés természetéről szóló bevezető fejezetben kimutatták, hogy a terület erős színszelektivitást is mutat. Bár még számos kérdés nyitott a V4 tulajdonságait illetően egy vagy több agyi területről van-e szó; valóban homológjai-e egymásnak vizuális terület az agyban majom és az ember V4 területei, s ha igen, mennyire, stb.

A V4 megközelítõ helye az emberi agykérgen az agy ventrális nézetén az ábra Inferior temporális kéreg — a tárgylátás központi területe Charles Gross, valamint Robert Desimone munkacsoportjában az elsők között írták le Gross et al. Az azóta eltelt idő alatt az inferior temporális kéreg a ventrális rendszer egyik legtöbbet tanulmányozott agykérgi területe lett Fujita Az IT neuronjainak válasza többé vagy kevésbé bonyolult alakzatokra keresztek, rácsminták, valós és számítógéppel generált tárgyak, emberi és állati arcok, más testrészek stb.

Az egyes neuronok általában néhány tárgyra vagy alakzatra válaszolnak szelektíven. Nincs azonban olyan neuron, amely kizárólag egy adott tárgy képére aktiválódna, tehát a kezdeti elképzelésekkel ellentétben az IT-ben sincs nagymamasejt!

Egy neuron mindig több alakzatra reagál, igaz, eltérő mértékben.

  • Egyéb lehetséges kiváltó okok, kockázati tényezők Az anya kábítószerfogyasztása stb.
  • Az emberi agy gyorsabb képfelismerő, mint a számítógép
  • Miért van a különbség a refraktométer látásában

Ez a tárgyszelektivitás az alapja lehet a tárgyfelismerésnek. Ha ez így van, akkor a tárgyfelismerésre jellemző tulajdonságokat az IT-neuronoknak is tükrözniük kell. Nézzük most meg, hogy hogyan tükröződnek ezek az invarianciák az IT neuro- nális válaszaiban. Invarianciák az inferior temporális kéregben Az egyik legnyilvánvalóbb perceptuális invariancia, hogy ugyanazt a tárgyat helyétől függetlenül fel tudjuk ismerni. Ennek a jelenségnek a kialakulásához az kell, hogy a neuronok hasonlóan válaszoljanak a tárgyakra, függetlenül azok receptív mezőn belüli helyzetétől.

Az IT-neuronok receptív mezeje általban igen nagy, magában foglalja az éles látás helyét, a sárgafoltot, valamint csaknem az egész ellenoldali látómezőt, illetve részben az azonos oldali látómezőt is. Ezen vizuális terület az agyban nagy receptív mezőn belül a neuronok hasonlóan aktiválódnak egy adott tárgyra, mégpedig függetlenül annak helyétől. Valószínűsíthető tehát, hogy a pozicionális invariancia jelenségének a hátterében az ilyen IT-neuronok állnak.

A pozícióinvarianciához hasonlóan, tárgyfelismerésünk méret- szín- kontraszt- és vizuáliskulcs-független is. Ennek alapja úgyszintén az IT-neuronok alakszelektivitásának vizuális terület az agyban szín- kontraszt- és vizuáliskulcs-függetlensége, azaz invariáns természete lehet Sáry et al.

Ez azt jelenti, hogy ha egy neuron például egy alma, egy pohár, egy szék és egy kutya képére egyre csökkenő mértékben válaszol, akkor ez az alakszelektivitás többé-kevésbé megmarad, ha az adott tárgyak méretét, színét, kontrasztját, illetve az őket definiáló vizuális kulcsokat változtatjuk. Az inferior temporális kérgi neuronok által preferált vizuális ingerek egy reprezentatív csoportja. A képek a Szegedi Tudományegyetem Élettani Intézetének vizuális laboratóriumában végzett kísérletek során használt ingereket ábrázolják Az inferior temporális kéreg oszlopos elrendeződése Hasonlóan a V1-hez, az IT is oszlopos kolumnáris elrendeződést mutat.

Ez azt jelenti, hogy a hasonló tárgyakra szelektív neuronok lokális csoportokba rendeződnek. Ezek a neuroncsoportok végighúzódnak a kéreg rétegein, és úgynevezett agykérgi oszlopokat alkotnak 5.

vizuális terület az agyban

Egy adott tárgyra egyszerre több ilyen agykérgi oszlop, vagyis egyszerre több tízezer neuron hálózata vizuális terület az agyban, mégpedig eltérő mértékben. A legújabb elképzelések szerint a különböző tárgyakat átfedő, de aktivitásukban eltérő neuronális hálózatok kódolják. Tehát mondjuk egy alakzatra a legnagyobb tüzelési frekvenciával az 5.

Egy arcra az 5. Az inferior temporális kéreg oszlopos szerkezete. Az egyes oszlopokat eltérõ szürke árnyalatok jelölik. Az oszlopok által leginkább preferált vizuális ingereket az oszlop oldalán látjuk Az emberi tárgyfeldolgozó rendszer Az emberi agy ventrális vizuális rendszere alapfelépítését tekintve megegyezik a majmok agyánál leírtakkal, de a részleteket tekintve jelentősek az eltérések.

Az ember ventrális rendszere is a V1 és V2-ből indul ki, majd a V4-ben folytatódik. Az elmúlt években, a funkcionális képalkotó eljárások eleinte a PET, majd később dominánsan az fMRI fejlődésével ugyanakkor nemcsak ezeknek az alacsonyabb rendű vizuális területeknek, hanem a magasabb szintű, komplexebb területeknek a feltérképezése is vizuális terület az agyban Malach et al.

Ezek a tanulmányok azt igazolták, hogy a nyakszirti és a halántéklebenyek oldalsó laterális és alsó ventrális felszínén egy nagy kiterjedésű, összetett agyterület található, amelynek meghatározó szerepe van a tárgyfelismerésben. A vizsgálatok szerint a terület aktivitása megnövekszik, ha a kísérleti személyeknek tárgyak 3-D tárgyak, körvonalrajzok, emberi arcok stb.

Az LOC, hasonlóan a majmok IT kérgéhez, nem retinotopikus, vagyis a bemutatott tárgy helyétől függetlenül aktiválódik. E mellett a pozicionális invariancia mellett a terület méret- és vizuáliskulcs- illetve minden valószínűség szerint nézőpont-invarianciát is mutat. A terület hasonlóképpen aktiválódik tárgyak fényképére és azok körvonalrajzaira is.

Mindezek az adatok arra utalnak, hogy a LOC igen hasonló tulajdonságokat mutat a tárgyfelismerés jelenségeihez, és ez valószínűsíti, hogy fontos szerepet játszik abban.

Az ember nyakszirti és halántéklebenyének alulsó részén található, tárgyfelismerésben fontos területek megközelítõ helyzete.

vizuális terület az agyban

Baloldalt alulsó, jobboldalt alulsó-oldalsó nézetben látszanak az agyféltekék. A többféle tárgykategóriára aktív LOC laterális okcipitális komplexum részben magában foglalja az EBA-t extrastriatális testterületmely testrészekre, és az FFA-t fuziformis arcterület is, mely szelektíven arcokra aktív. A PPA parahippokampális helyterület ettõl kissé elkülönülve található. Az agyat úgynevezett felfújt állapotban mutatjuk; gyrusok: sötét sávok, sulcusok: világos sávok Az emberi agykéreg kategóriaspecifikus területei A legújabb vizsgálatok szerint a nyakszirti és halántéklebenyek területén, részben a laterális okcipitális komplexummal átfedően találhatóak olyan kisebb területek, melyek adott specifikus kategóriába tartozó tárgyak képére nagyobb aktivitást mutatnak, mint más tárgyakéra 5.

vizuális terület az agyban

Már korai neuropszichológiai, majd elektrofiziológiai vizuális terület az agyban is utaltak arra, hogy a halántéklebeny alulsó részén van egy terület, mely elsősorban az emberi arcok feldolgozásában játszik szerepet. Később fMRI-vizsgálatok megerősítették, hogy a terület aktivitása jóval nagyobb emberi arcokra, mint betűkre, különböző tárgyakra, állatokra vizuális terület az agyban hátulról mutatott emberi fejekre.

A területetfusiform face areának, vagyis fuziformis arcterületnek FFA nevezték el. Aktivitása akkor is erősebb, ha fekete-fehér portrékat, festményeket, arcok körvonalrajzait, karikatúráit, állatok arcát, ismeretlen személyeket mutatnak a kísérleti személyeknek. Egy másik kategóriaszelektív agyterület az úgynevezett parahippocampal place area látás vitaminok és ételek javítására parahippokampális helyterület PPAamely a LOC-tól némileg elkülönülten helyezkedik el.

A PPA elsősorban tájképek, épületek, emberalkotta tájak még legóból épített absztrakt tájképek is bemutatásakor aktiválódik inkább, szemben az arcok, vizuális zajok és tárgyak bemutatásával. Ez a fokozott válasz megjelenik a ppA területén, függetlenül attól, hogy milyen feladata van a kísérleti személynek, ami arra utal, hogy a PPA elsősorban épületek és helyszínek perceptuális feldolgozásában játszik szerepet.

Újabban leírtak még egy területet a halántéklebenyben, részben átfedően a LOC területtel, amely specifikusan akkor aktiválódik, amikor emberi testek vagy testrészek képét mutatják be az alanyoknak. A területet extrastriatális testterületnek extrastriate body area — EBA nevezték el. További kategóriák, melyekre specifikus agykérgi területek létezéséről vannak adataink: állatok, élőlények, kéziszerszámok, székek.

Ezeknek a kategóriáknak a specifikus agykérgi reprezentációja ugyanakkor sokak által megkérdőjelezett, így tankönyvünkben sem tárgyaljuk őket tovább. Négy fő csoportja van azoknak az érveknek, melyek az emberi arcfeldolgozás speciális volta mellett szólnak.

  1. Vitaminok látáshoz időskortól kezdve
  2. Jellemzők[ szerkesztés ] Az akinetopszia olyan neuropszichológiai rendellenességként ismert, melynek okozója az agyi struktúrában főleg sérülések következtében bekövetkezett változás, ami zavarja a szenzoros információ pszichológiai feldolgozásának folyamatát, ez esetben a vizuális információét.
  3. Vizuális terület az agyban. Bevezetés a neuropszichológiába | Digitális Tankönyvtár
  4. Az agy működése Dioptriák százalékos látása Csathó Árpád Tekintetünk minden pillanatban a környező világ tárgyainak vizuális terület az agyban képét és strukturált kapcsolatrendszerét tárja elénk.

Mint látni fogjuk, mind a négy kérdéskör esetében megkérdőjelezhető specialitásuk, nem véletlen, hogy az erről folyó vita is folyamatos az irodalomban. Az első kérdéskör az arcok perceptuális feldolgozásának specialitásait illeti.

Mozgásvakság

Számos arcspecifikus perceptuális jelenség van. Egyik ilyen példa az inverziós hatás: míg mindenki remekül felismeri egy ismerőse arcát, ugyanazon személy arcát sokkal nehezebb felismerni megfordítva lásd az ábrát.

Ezt a jelenséget azzal magyarázzák, hogy az arcok feldolgozása során van egy olyan speciális lépés, amikor nem az arc részletei alapján, hanem azok konfigurációs tulajdonságai, az arc egésze alapján döntünk, és az arcok megfordítása ezt a holisztikus feldolgozást zavarja meg.

Bár eredetileg a jelenséget speciálisan az arcokra gondolták csak érvényesnek, bizonyos személyek esetén írásszakértők, kutyaszakértők és ujjlenyomat-szakértők újabban kimutatták más, tehát nem arckategóriákra is.

vizuális terület az agyban

A második kérdéskör az emberi agy arcérzékeny területének, az FFA-nak a létrejöttével kapcsolatos.

További a témáról