Принципы организации зрительной коры
Затылочная кора является главным центром корковой обработки зрительных стимулов. Согласно фундаментальным работам Д. Хюбела и Т. Визела (1977), её архитектура базируется на колончатой организации. Это означает, что нервные клетки, обладающие одинаковыми характеристиками рецептивных полей, не разбросаны хаотично, а выстраиваются в четкие вертикальные структуры — «колонки».
Ключевой механизм формирования свойств таких клеток — принцип конвергенции. Рецептивное поле коркового нейрона формируется благодаря тому, что к нему сходятся (конвергируют) возбуждающие импульсы от множества клеток из нижележащих отделов центральной нервной системы. Обработка сигнала идет строго иерархично:
- Нейроны латерального коленчатого тела (ЛКТ): выступают первичной подкорковой инстанцией и обладают простыми круговыми рецептивными полями.
- «Простые» корковые нейроны: получают конвергирующий сигнал от группы клеток ЛКТ. Их главная отличительная черта — ориентационная избирательность. Такие клетки реагируют только на линии строго определенной ориентации в пространстве.
- «Сложные» и «сверхсложные» клетки: собирают возбуждение от целого пула «простых» нейронов, что позволяет им реагировать на гораздо более комплексные и высокоуровневые зрительные образы.
Кроме того, зрительная кора активно использует бинокулярное взаимодействие. Экспериментально доказано, что при световой стимуляции одновременно обоих глаз в активную работу включается подавляющее большинство — до 80% — нейронов зрительной коры.
Функциональные зоны: поля 17, 18 и 19
Внутри затылочной доли выделяют специализированные участки — цитоархитектонические поля, каждое из которых выполняет свою часть работы по расшифровке зрительного образа.
Оба ключевых поля (17 и 18) получают афферентные нервные волокна преимущественно из слоев дорсального ядра наружного коленчатого тела. Для них характерна ретинотопическая проекция, то есть в коре этих полей пространственно и упорядоченно отображается абсолютно всё поле зрения.
Однако их функциональные задачи строго разделены:
- Поле 17: специализируется на детальном анализе статических объектов. В процессе обработки оно транслирует в 18-е поле информацию о горизонтальной составляющей зрительного изображения.
- Поле 18: в отличие от соседних полей (17-го и 19-го), содержит уникальные нейроны, чувствительные к степени освещенности. Главная предполагаемая функция этой зоны — анализ движущихся целей. Обратно в 17-е поле оно отправляет данные о вертикальной компоненте видимого изображения.
При изучении этих структур важно помнить о свойстве пластичности. Рецептивные поля корковых нейронов (как и всей ЦНС в целом) не являются жестко стабильными и заданными раз и навсегда. В определенных условиях они способны существенно изменяться и перестраивать свои характеристики.
Слуховая кора височной доли
Височная кора берет на себя важнейшую функцию переработки слуховой информации. Как и в зрительном анализаторе, базовая структурно-функциональная единица здесь — нейрональная «колонка».
Главный принцип устройства слуховой коры — тонотопическая организация. Это строгое пространственное распределение частот по коре, которое гарантирует детальный и всесторонний акустический анализ сложных звуков.
Сами слуховые колонки делятся на три функциональных типа в зависимости от предпочтительного раздражителя:
- Частотно-специфичные колонки: нейроны в них возбуждаются в ответ на звук одной конкретной частоты.
- Суммационные колонки: активируются преимущественно бинауральным раздражителем, то есть когда звуковой стимул поступает одновременно в оба уха.
- Ослабляющие колонки: реагируют преимущественно на моноуральный раздражитель, когда стимулируется только одно ухо.
Важное дополнение: и зрительная, и слуховая проекционные области коры не работают в полной изоляции. Обе эти зоны дополнительно получают мощные сигналы от неспецифических ядер таламуса, что влияет на уровень их возбудимости.
Активность нейронов при целенаправленном поведении
Работа нейронов зрительной и слуховой коры не ограничивается пассивной регистрацией стимулов. Исследования импульсной активности одиночных клеток (в частности, нейронов зрительной коры мозга кошки) показывают тесную связь с текущей деятельностью.
В условиях выполнения животным целенаправленного поведенческого акта — например, при пищедобывательном поведении — импульсация клетки отражает не только физические параметры света, но и включенность зрительной коры в общую интегративную деятельность мозга для достижения полезного результата.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие функции выполняет цитоархитектоническое поле 19 зрительной коры?
Цитоархитектоническое поле 19 относится к вторичной зрительной коре (престриарной коре вместе с полем 18).
Подтвержденные источниками функции:
- Поле 19 в составе вторичной зрительной коры — участие в формировании объемного мобильного изображения со свойством инвариантности.
- Верхняя часть поля 19 — топографическая память.
- Нижняя часть поля 19 на границе с височной долей — восприятие цвета и узнавание объекта.
- Поля 18/19 — глазодвигательные функции: содружественное движение глаз вверх и вниз.
В каких анатомических структурах височной доли располагается первичная слуховая кора?
Первичная слуховая кора располагается в области поперечных извилин Гешля, которые соответствуют 41 цитоархитектоническому полю.
Анатомическое расположение этих структур:
- Верхняя височная извилина — извилины Гешля лежат на ее верхней поверхности.
- Латеральная борозда — структуры скрыты в глубине этой борозды и являются частью височной покрышки.
Поле 17 стоит, поле 18 бежит (17-е поле анализирует статические объекты, 18-е — движущиеся).
Вопросы с занятий и экзамена
Что такое тонотопическая организация?
Это пространственное распределение частот в слуховой коре височной доли. Оно обеспечивает всесторонний и точный анализ звуковых сигналов разной высоты.
В чем отличие «простых» зрительных нейронов от «сложных»?
Простые нейроны обладают ориентационной избирательностью и реагируют на линии определенного наклона. Сложные и сверхсложные нейроны формируются за счет схождения сигналов от простых клеток и реагируют на более комплексные зрительные образы.
Какая доля корковых нейронов реагирует на бинокулярную стимуляцию?
При световой стимуляции одновременно обоих глаз активируется до 80% нейронов зрительной коры затылочной доли.
Что ещё разобрать по теме
- Влияние неспецифических ядер таламуса на активность первичных сенсорных зон коры
- Механизмы формирования ориентационной избирательности у простых клеток
- Взаимодействие полей 17, 18 и 19 при формировании целостного зрительного образа
- Биофизиологические основы пластичности рецептивных полей коры
- Паттерны импульсной активности корковых нейронов при пищедобывательном поведении
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Затылочная и височная доли коры» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 112 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Частная физиология ЦНС»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.