|
|
Скачать 8.58 Mb.
|
^
Центральные зрительные путиЗрительная информация передается в головной мозг по аксонам ганглиозных клеток сетчатки, которые образуют зрительный нерв. У человека последний состоит примерно из 1 млн. волоконмиелинизированных, слабо миелинизированных и немиелинизированных аксонов. Правый и левый зрительные нервы сливаются у основания черепа, образуя зрительный перекрест (хиазму) (рис. 11.27). Здесь нервные волокна, идущие от носовых половин сетчаток, пересекаются и переходят на противоположную сторону головы, а волокна от височных половин сетчаток продолжаются ипсилатерально, объединяясь с пересекшимся пучком аксонов ^
контралатерального зрительного нерва в зрительный тракт. Он ведет к первым центральным станциям зрительного пути - латеральным коленчатым телам, верхним холмикам четверохолмия, ядру зрительного тракта (ЯЗТ), ядрам вспомогательного зрительного тракта, претектальной области ствола мозга и гипоталамусу. Эти связи выполняют следующие функции. 1. У человека наиболее важны и многочисленны связи сетчатки с латеральным коленчатым телом, которое состоит из двух магноцеллюлярных (крупноклеточных) и четырех парвоцеллюлярных (мелкоклеточных) слоев. Непересекающиеся аксоны ипсилатерального зрительного нерва оканчиваются в трех из этих слоев, а пересекшиеся (контралатерального зрительного нерва) - в трех других. Аксоны большинства клеток коленчатого тела проходят через зрительную лучистость к нервным клеткам первичной зрительной коры (поле 17, или VI, затылочной коры головного мозга). Та в свою очередь соединяется с вторичной зрительной корой (поле V2), третичной зрительной корой (поля V3, V3a) и с интегративными зрительными зонами за- тылочно-теменной и затылочно-височной коры головного мозга. Последние будут описаны ниже. ^ чатом теле участвует в распознавании объектов, цветовом зрении, восприятии движения и в стереоскопическом восприятии глубины.
^ верохолмия служит для управления рефлекторными саккадическими движениями глаз. Аксоны нейронов верхних холмиков идут в глазодвигательные центры ствола мозга и в зрительную часть подушки. Зрительные сигналы, проходящие по этим таламическим зонам, достигают в конечном счете теменных зрительных ассоциативных зон (с. 262). 6. Ганглиозные клетки сетчатки, аксоны которых оканчиваются на нейронах ядра зрительного тракта (ЯЗТ), относятся преимущественно к специфично реагирующим на движение (on-off-нейроны). Нейроны ЯЗТ соединены с вестибулярными ядрами ствола мозга и нижней оливой. По этому пути зрительные сигналы о движении достигают центральной вестибулярной системы и (по оливарно-мозжечковым лазящим волокнам, см. с. 108) мозжечка. Обе проекции используются для глазодвигательной регуляции, особенно для управления горизонтальным ОКН (с. 237). Непрямая проекция сетчатки в вестибулярные ядра служит также для восприятия собственного перемещения в пространстве [6, 17-19, 21, 60]. ^ Принцип топологической организации ЦНС, уже знакомый нам по соматосенсорной и двигательной системам (см. с. 216), реализуется и при нейронном отображении сетчатки в мозгу. Афферентные и многие центральные отделы зрительной системы характеризуются «ретинотопической» организацией. Как различные области планеты наносятся на географическую карту, так и окружающий нас мир (его изображение на сетчатке) упорядоченно отображается в корковых зонах зрительной системы в виде пространственного распределения возбужденных нейронов. В отличие от обычной карты с единым масштабом (скажем, 1:100 000, т.е. 1 см изображения соответствует 1 км реального пространства), ретинотопическая проекция сетчатки на центральной зрительной системе нелинейна: небольшая центральная ямка проецируется на гораздо более обширную область зрительной коры, чем такой же по площади участок с периферии сетчатки. Однако, если рассматривать не просто эту площадь, а плотность колбочек или ганглиозных клеток, которая уменьшается от центральной ямки к периферии, топологическая проекция окажется более или менее линейной. Например, число ганглиозных клеток сетчатки, связанных с одной корковой колонкой нейронов (т.е. набором клеток, расположенных перпендикулярно поверхности мозга) диаметром I мм, для всех участков сетчатки примерно одно и то же. Поскольку в центральной ямке плотность ганглиозных клеток выше, проекция этой области занимает сравнительно большую площадь корковой зоны VI [17, 18, 54, 56]. ^ Как и ганглиозные клетки сетчатки, большинство нейронов ЛКТ имеют концентрически организованные рецептивные поля. Классификация этих клеток примерно такая же, как в сетчатке. Часть их связана с механизмом усиления одновременного контраста («контрастовые нейроны»), другие передают преимущественно локальные значения света и тени зрительного стимула («нейроны темного-светлого») или же отличаются цветоспецифичными рецептивными полями. Парвоцеллюлярные слои ЛКТ состоят главным образом из клеток последнего типа (см. с. 272), а магноцеллюлярные включают нейроны с рецептивными полями, чувствительными к контрасту и движению. Нейроны ЛКТ связаны не только с аксонами зрительного нерва; они образуют также многочисленные синаптические контакты с аксонными окончаниями клеток ствола мозга. Считается, что именно через эти «незрительные» синапсы на обработку зрительной информации в ЛКТ влияют степень бодрствования, пространственно направленное внимание и связанные с ним движения глаз. ^ По нескольким афферентным каналам в первичную зрительную кору (VI) одновременно поступает информация о различных свойствах зрительного стимула, например его цвете, контрасте и движении. Аксоны зрительной лучистости образуют синапсы главным образом на нервных клетках цитоархитектонических слоев IVa-IVc, хотя некоторые аксонные коллатерали доходят и до нервных клеток других слоев (рис. 11.28). Микроэлектродные записи активности зрительной коры кошек и обезьян показали, что у нейронов «зернистых» слоев IVa, в, с преимущественно «простые» рецептивные поля. У них либо концентрическая организация, как в ЛКТ, либо есть параллельно расположенные опи off-зоны (рис. 11.29, А). В области VI приматов обнаружены дополнительные участки, в пределах которых нервные клетки всех слоев содержат большое количество цитохромоксидазы и имеют простые, в основном концентрические рецептивные поля. Эти нейроны очень хорошо реагируют на крупные диффузные световые стимулы и являются преимущественно цветоспецифичными (рис. 11.28; см. с. 272: красно-зеленая и сине-желтая системы). Расположенные снаружи от этих богатых цитохромоксидазой «пузырьков» нервные клетки слоев I—III и V особенно хорошо реагируют на контуры определенной ориентации. ^
Таким образом, один из принципов функциональной организации зрительной коры расположение клеток слоями, параллельными ее поверхности. Как и в других корковых зонах, здесь наблюдается также второй принцип - геометрическая организация, перпендикулярная поверхности мозга. Это можно описать следующим образом.
личаются по предпочтительной ориентации стимула примерно на 30°. 4. В других колонках у рецептивных полей нет нейронов ориентационной специфики; тем не менее, они обычно дают цветоспецифичные ответы [11, 54-57]. 260 ЧАСТЬ III. ОБЩАЯ И СПЕЦИАЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ Рецептивные поля некоторых нейронов в зонах V1I и V2 затылочной коры организованы не так, как у ганглиозных клеток сетчатки и нейронов ЛКТ. У других корковых нейронов они концентрические и, следовательно, все еще отвечают на диффузные световые стимулы, однако у множества клеток в коре их on- и off-зоны расположены параллельно (рис. 11.29, А). Диффузное освещение всего рецептивного поля обычно вызывает лишь слабое изменение спонтанной активности этих нейронов. С другой стороны, если на такое рецептивное поле проецируется полоска света с «правильными» ориентацией и положением, наблюдается ярко выраженный ответ (рис. 11.29, А). Если полоска света перпендикулярна данному оптимальному направлению, нервная клетка, как правило, не реагирует. Поскольку параллельные on- и off-зоны РП сравнительно просто закартировать, проецируя на сетчатку мелкие световые точки, такие рецептивные поля называют «простыми». Организация on- и off-зон объясняет, почему эти нейроны дают особенно сильные ответы на контуры определенной ориентации (рис. 11.29,А). У других нейронов первичной и вторичной зрительной коры рецептивные поля «сложные». Мелкие точки света, проецируемые на такие РП, обычно не вызывают выраженной активности нейронов, в то время как контуры определенных размеров со специфической ориентацией оказываются наиболее эффективными стимулами, так же как и разрывы контуров и углы (рис. 11.29, Б, В). Та часть РП, в которой «правильный» стимул вызывает активацию, называется возбудительным рецептивным полем (ВРП). Обычно ВРП окружена зоной, в которой светло-темные стимулы вызывают только торможение (тормозное рецептивное поле, ТРП). Корковые нейроны со сложными рецептивными полями гораздо сильнее активируются не неподвижными, неизмененными в течение нескольких секунд, а движущимися стимулами или быстрой сменой последних. Нейронная активация также частично зависит от направления движения стимула. Чувствительность корковых нейронов к движению и его направлению позволяет нервной системе решать важнейшую задачу: «мозговой образ» неподвижного видимого мира должен сформироваться в короткие периоды фиксаций между саккадами, сдвигающими изображение окружающего пространства по сетчатке (с. 237 и далее). Бинокулярная суммация. Обычно, фиксируя объект окружающего мира двумя глазами, мы видим, что он один. Поэтому неудивительно, что некоторые нейроны зрительной коры возбуждаются сигналами от обоих глаз. В основе бинокулярной интеграции лежат различные нейронные механизмы.
Выполненные сравнительно недавно систематические микроэлектродные записи активности коры головного мозга обезьян резусов подтвердили высказывавшуюся ранее гипотезу (основанную на клинических наблюдениях больных с поражениями мозга), согласно которой зона VI не единственная корковая зрительная область. У обезьян в обработке зрительной информации участвуют также обширные зоны затылочной, затылочно-теменной и височной коры (рис. 11.30). Если у человека стриарная область (VI) расположена преимущественно на медиальной поверхности затылочной коры (рис. 11.27, рис. 6.4), то у обезьян она охватывает значительную часть латеральной затылочной поверхности. Вблизи полулунной борозды она соприкасается в височном и теменном направлениях с зоной V2 (поле 18). Та в свою очередь ограничена с тех же сторон зрительными зонами V3, V3a и V4. Эти четыре «экстрастриарные» корковые области свидетельствуют о специализации нейронной обработки сигналов в соответствии с разными качественными компонентами зрения. Нейроны зоны V2 реагируют преимущественно на контуры определенных ориентации и на разрывы контуров. Очевидно, эта зона обеспечивает распознавание зрительных образов. У нейронов зоны V4 преимущественно цветоспецифичные рецептивные поля. Поражение этой области у человека приводит к корковому дефициту цветового зрения. Двустороннее разрушение значительной части «экстрастриарных» зрительных полей вне зоны VI приводит к зрительной агнозии. Больные с такой патологией могут «видеть» объекты, но не способны идентифицировать их по виду, хотя им удается сделать это, ^
используя другие модальности (например, на ощупь). У РП нейронов зоны V3 и других зрительных интегративных зон, называемых МТ и MST (кора вдоль верхней височной борозды), высока чувствительность к движению. Некоторые из этих клеток реагируют только на движение объектов вдоль оси Z, т.е. к наблюдателю или от него. В зонах МТ и MST ретинотопическая организация грубая: у многих нейронов здесь РП очень крупные (до 30°). Двустороннее разрушение этой области нарушает зрительное восприятие движения [42-45]. Зрительные интегративные области нижней височной извилины также отличаются грубой ретинотопической организацией. Здесь находятся нейроны, реагирующие только на очень сложные зрительные образы. В некоторых случаях их ответы зависят от процессов визуального научения и текущей мотивации экспериментальных животных. Зрительная интегративная область, находящаяся у обезьяны глубоко в коре вокруг верхней височной борозды, состоит из нервных клеток, которые легче всего активируются изображениями лиц или «лицеподобными» стимулами (рис. 11.31). Некоторые из этих «лицеспецифичных» нейронов дают максимальный ответ на лицо в профиль, тогда как другие-на «анфас». К зонам, куда направляются их проекции, относятся части миндалевидного ядра, также содержащие популяции лицеспецифичных нейронов. Возможно, что последние, находясь в области, относящейся к лимбической системе (с. 376), оценивают информацию об эмоциональ- ных компонентах выражения лица и движениях его мимических мышц. У человека «лицеспецифичная» зрительная интегративная область расположена на базальной границе между затылочной и височной долями. Ее двустороннее поражение (например, при нарушении кровообращения по ветвям задней мозговой артерии) вызывает симптомы прозопагнозии. Такие больные перестают зрительно различать лица1) или их выражение, хотя без труда воспринимают другие предметы и могут моментально узнать знакомых им людей по другим признакам, например голосу или характерным движениям [40, 50, 59а]. ^ Как уже упоминалось в начале этой главы, зрительное восприятие тесно связано с движениями глаз и головы, изменяющими направление взгляда. Поэтому неудивительно наличие множества различных соединений между корковыми зрительными областями и глазодвигательными центрами в стволе мозга. Так, сигналы из области V2 идут в верхние холмики четверохолмия, которые управляют контролирующими направление взгляда нейронами в ПМРФ и РФСМ (с. 238). Экстраст- 1 ) Речь идет об узнавании знакомых лиц (близких, родственников и т.д.), а не лиц «вообще». Последняя способность при прогнозировании сохраняется.- Прим. пер.^
риарные зрительные области связаны с префронтальными корковыми зонами, которые отвечают за произвольные движения глаз (поле 8) и за координацию движений кисти и рта. В свою очередь, эти области, подобно полю 7 теменной коры (см. ниже), соединены с глазодвигательными центрами ствола мозга и - обратными связями -с затылочной зрительной корой. Путь из сетчатки через нейроны верхних холмиков (с. 257) важен для афферентной передачи зрительной информации о движении в поле 7. Нейроны верхних холмиков посылают сигналы в подушку таламуса, откуда они идут к экстрастриарным корковым зрительным областям и полю 7 теменной коры. Эти связи также способствуют интеграции движений взгляда и зрительного восприятия. ^ Координаты и пространственная организация объектов в окружающем мире кажутся нам неизменными, даже когда их изображения на сетчатке смещаются при активных движениях глаз, головы и тела. Более того, по крайней мере в той части внешнего пространства, которая находится в пределах непосредственной досягаемости, предметы имеют мультимодальные свойства: чашка воспринимается как таковая, когда мы смотрим на нее, когда прикасаемся к ней и когда из нее пьем. Обширные поражения теменной коры головного мозга человека нарушают восприятие предметов в пространстве или полностью препятствуют ему. Как правило, этот дефицит ограничен контралатеральной месту поражения половиной пространства (одностороннее зрительное игнорирование)1). Обычно он сопровождается нарушением произвольных движений глаз в контралатеральную сторону. Функцию теменных полей коры изучали с помощью микроэлектродов, вживленных в мозг обезьяны. В поле 7 здесь находятся нейроны, возбуждаемые как зрительными, так и тактильными стимулами. Их активность частично зависит от движений глаз, хотя на нее влияют также интерес и та часть окружающего пространства, на которое животное обращает внимание (рис. 11.32). Очевидно, что в поле 7 отображение окружающего не зависит от ретинотопической проекции. Зрительные области подушки, посылающие сигналы к полю 7, также участвуют в обеспечении этих сложных функций [5, 39, 48, 58, 59]. 1 ) У правшей встречается преимущественно синдром «игнорирования левой половины пространства» при поражениях теменной доли правого полушария. Многие авторы специально выделяют его как показатель поражения именно правого полушария.- Прим. пер.^ |
![]() |
Общеобразовательная программа дошкольного образования Авторский коллектив Н., канд пед наук, Дякина А. А., доктор филол наук, Евтушенко И. Н., канд пед наук, Каменская В.... |
![]() |
И иммунотерапия инфекционных заболеваний Авторы: канд мед наук, доц. Т. А. Канашкова; канд мед наук, доц. Ж. Г. Шабан; канд мед наук, доц.... |
![]() |
Бвк 56. 8 А 92 Ц, канд мед наук Н. С. Дмитриев, проф С. Н. Лапченко, проф. В. Т. Пальчун, проф. О. К. Патякина,... |
![]() |
Флюороз зубов Авторы: асс. Н. П. Руденкова; канд мед наук О. А. Козел; канд мед наук Н. И. Дмитриева; канд мед... |
![]() |
Кафедра стоматологии детского возраста Авторы: д-р мед наук, профессор Т. Н. Терехова, канд мед наук, доцент А. Н. Кушнер, канд мед наук,... |
![]() |
Учебно- методическое пособие утверждено на цикловой методической комиссии стоматологического факультета В. Ф. Михальченко, доктор мед наук, доцент Э. С. Темкин, канд мед наук, ассистент Н. М. Морозова,... |
![]() |
Методические рекомендации Минск 2003 Удк 613. 6(075. 8) А в т о р ы: канд мед наук, доц. В. И. Дорошевич; полк мед служ. Ю. Ю. Варашкевич; канд мед наук... |
![]() |
М. А. Тучинская*, канд мед наук; Салех С. Х. Нажар*; О. И. Шушляпин*, канд мед наук; Л. Л. Мищенко*; Патофизиологическая природа и патогенетическая коррекция реперфузионного синдрома c реперфузионным... |
![]() |
Мэгид С. Михаил Перевод с английского под редакцией академика pamh а. А. Бунятяна, Издательство бином |
![]() |
Методические рекомендации Минск 2004 удк Р е ц е н з е н ты, доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии, : канд мед наук Н. Ф.... |