Показаны записи 30141 - 30150 из 30962
"Как? Не существует никаких детекторов треугольников?", шутит Нейл. "А я надеялся, что вы раскажете мне о нейроне, который специализируется на узнавании лица моей бабушки. Как вы собираетесь вспомнить правильное имя для различных людей, если вы даже не можете найти клетки отвечающие за такие общие категории, как треугольник?"
Нейрон, столь специализированный, что отвечает только за вид вашей бабушки - это, увы, из области нейромифологии для начальников в деловых костюмах. Мы радуемся, что удается найти специализацию распознавания нейронов визуальной области, но мы сильно сомневаемся что вышеописанная сверх-специализация вообще нужна. Если комитет из трех специалистов по цветам достаточен, чтобы различить вообще все цвета в спектре, может быть комитет из нескольих десятков специалистов сможет различить все лица, которые ты знаешь.
Нейрон, столь специализированный, что отвечает только за вид вашей бабушки - это, увы, из области нейромифологии для начальников в деловых костюмах. Мы радуемся, что удается найти специализацию распознавания нейронов визуальной области, но мы сильно сомневаемся что вышеописанная сверх-специализация вообще нужна. Если комитет из трех специалистов по цветам достаточен, чтобы различить вообще все цвета в спектре, может быть комитет из нескольих десятков специалистов сможет различить все лица, которые ты знаешь.
ИТАК, ВИЗУАЛЬНЫЙ КОРТЕЖ имеет, по крайней мере, два новых строительных блока, ориентированная-линия-здесь и ориентированная-линия-в-большой-зоне. Третий тип - это "концевые" рецепторные поля, в которых нейрон любит линии но только если они не превышают определенной длинны с одного конца. Есть ли клетки более высокого порядка, специализирующиеся в треугольниках, независимо от их размера и наклона, темные они на светлом фоне или наоборот, заполненые они или нет? Таких мы пока не находили.
Разбор визуального образа не останавливается в первой визуальной зоне. Он продолжается по соседству, во второй, где есть регионы, специализирующиеся на форме, цвете и расстояниях. На самом деле открыто около трех дюжин "вторичных" визуальных зон и это у обезьян. Никто не знает сколько их у человека, чья визуальная кора мозга раза в три больше чем у обезьян.
И, поэтому, у человека должно быть множество индивидуальных особенностей в этих зонах визуальной обработки: врожденные отличия, плюс все вариации зависящие от различного раннего опыта восприятия визуального мира.
Разбор визуального образа не останавливается в первой визуальной зоне. Он продолжается по соседству, во второй, где есть регионы, специализирующиеся на форме, цвете и расстояниях. На самом деле открыто около трех дюжин "вторичных" визуальных зон и это у обезьян. Никто не знает сколько их у человека, чья визуальная кора мозга раза в три больше чем у обезьян.
И, поэтому, у человека должно быть множество индивидуальных особенностей в этих зонах визуальной обработки: врожденные отличия, плюс все вариации зависящие от различного раннего опыта восприятия визуального мира.
ТЕПЕРЬ МЫ ПОДОШЛИ К ЕЩЕ БОЛЬШЕМУ СЮРПРИЗУ: некоторые нейроны реагируют на оптимально ориентированную линию, даже когда она сдвинута в сторону. Для младших по порядку нейронов такой маневр приводил бы к торможению нейрона, поскольку стимул смещался бы с центра рецепторного поля на подавляющее окружение. Для таких же нейронов можно определить регион, около 10 - 15 градусов, когда он все еще реагирует на линию. Но только если линия сохраняла оптимальную ориентацию, если ее повернуть - нейрон перестает ее замечать.
“Нейрон чувствителен к ориентации, но независим от положения линии? Это действительно странно."
Хьюбел и Висел назвали такие нейроны "комплексными клетками" в противовес "простым клеткам", чувствительных и к ориентации и к расположению.
"Так, можно сказать, комплексные клетки реализуют обобщенную концепцию линия повернутая на 45 градусов ?"
Психологи говорят о способности к обобщениям как об одном из различий между высшими животными и низшими. Некоторые виды могут понять, что смотрящий вверх и смотрящий вниз треугольники - это одно и то же. Другие виды считают их различающимися, отказываясь обобщить концепцию треугольника. Комплекные клетки обобщают, те треугольники, конечно, но одну из частей треугольника - наклонную линию.
“Все это очень интересно" - сказал Нейл, допив лимонад, - "Но все это выглядит как-то абстрактно. Видели ли вы пациентов с такими проблемами распознавания паттернов?"
Каждые несколько лет кто-нибудь сообщает об эпилептиках, чьи приступы включаются определенным светом, сказал я ему.
"Вспыхивающий свет, похожий на стробоскоп, что используют в дискотеках?"
Иногда, но для некоторых пациентов пространственные паттерны также доставляют неприятности, например, рассматривание сатки на окне или елочного орнамента на ткани. Был случай двух братьев, которые оба страдали эпилептическими приступами включаемыми пространственным паттерном. Их мать периодически находила кого-то из них в приступе, смотрящим на раздвигающуюся дверь-"гармошку". Достаточно уверенно можно сказать по записям их ЭКГ, что повторяющийся зрительный паттерн вызывал у них в мозгу пред-эпилептические волны. Но только если линии в таком паттерне имели определенный наклон. Очень похоже на то, что их мозг выключался при активации рецепторного поля определенного типа.
“Нейрон чувствителен к ориентации, но независим от положения линии? Это действительно странно."
Хьюбел и Висел назвали такие нейроны "комплексными клетками" в противовес "простым клеткам", чувствительных и к ориентации и к расположению.
"Так, можно сказать, комплексные клетки реализуют обобщенную концепцию линия повернутая на 45 градусов ?"
Психологи говорят о способности к обобщениям как об одном из различий между высшими животными и низшими. Некоторые виды могут понять, что смотрящий вверх и смотрящий вниз треугольники - это одно и то же. Другие виды считают их различающимися, отказываясь обобщить концепцию треугольника. Комплекные клетки обобщают, те треугольники, конечно, но одну из частей треугольника - наклонную линию.
“Все это очень интересно" - сказал Нейл, допив лимонад, - "Но все это выглядит как-то абстрактно. Видели ли вы пациентов с такими проблемами распознавания паттернов?"
Каждые несколько лет кто-нибудь сообщает об эпилептиках, чьи приступы включаются определенным светом, сказал я ему.
"Вспыхивающий свет, похожий на стробоскоп, что используют в дискотеках?"
Иногда, но для некоторых пациентов пространственные паттерны также доставляют неприятности, например, рассматривание сатки на окне или елочного орнамента на ткани. Был случай двух братьев, которые оба страдали эпилептическими приступами включаемыми пространственным паттерном. Их мать периодически находила кого-то из них в приступе, смотрящим на раздвигающуюся дверь-"гармошку". Достаточно уверенно можно сказать по записям их ЭКГ, что повторяющийся зрительный паттерн вызывал у них в мозгу пред-эпилептические волны. Но только если линии в таком паттерне имели определенный наклон. Очень похоже на то, что их мозг выключался при активации рецепторного поля определенного типа.
Некоторые корковые нейроны предпочитают горизонтальные линии, другие лучше всего реагируют на вертикальные. И есть, также, специалисты по промежуточным углам. Если изменить наклон линии, которая оптимально стимулирует корковый нейрон, его реакция будет уменьшаться и исчезнет через 5 - 10 градусов от оптимального угла. Конечно же, другая группа нейронов при этом станет активной.
“И я предполагаю, что некоторые нейроны предпочитают узкие темные линии на белом фоне.”
Да, поскольку они получают импульсы от тех рецепторных полей в сетчатке с диаграммой инвертированных мексиканских шляп и геникулярных нейронов, чьим оптимальным стимулом является темная точка на светлом фоне. Другие корковые нейроны любят углы, such as a sky-sea boundary.
Корковые нейроны могут сильно различаться между собой, но здесь нет беспорядка. Соседствующие клетки имеют тенденцию предпочитать один и тот же угол наклона прямых, пока мы не дойдем до соседа, который специализируется совсем на другом угле наклона. Похоже что нейроны разбиваются по колонкам, приблизительно по сотне в каждой, где все они организованы одинаково, по крайней мере у них одинаковая "ориентация". А рядом, другая колонка интересуется совсем другой ориентацией (часто это "соседний" угол наклона, но встречаются скачки к совсем другим углам). Поэтому мы можем говорить об "ориентированных колонках" в кортеже, как о ключевом мехонизме разбора визуального образа на "важные" компоненты.
“И я предполагаю, что некоторые нейроны предпочитают узкие темные линии на белом фоне.”
Да, поскольку они получают импульсы от тех рецепторных полей в сетчатке с диаграммой инвертированных мексиканских шляп и геникулярных нейронов, чьим оптимальным стимулом является темная точка на светлом фоне. Другие корковые нейроны любят углы, such as a sky-sea boundary.
Корковые нейроны могут сильно различаться между собой, но здесь нет беспорядка. Соседствующие клетки имеют тенденцию предпочитать один и тот же угол наклона прямых, пока мы не дойдем до соседа, который специализируется совсем на другом угле наклона. Похоже что нейроны разбиваются по колонкам, приблизительно по сотне в каждой, где все они организованы одинаково, по крайней мере у них одинаковая "ориентация". А рядом, другая колонка интересуется совсем другой ориентацией (часто это "соседний" угол наклона, но встречаются скачки к совсем другим углам). Поэтому мы можем говорить об "ориентированных колонках" в кортеже, как о ключевом мехонизме разбора визуального образа на "важные" компоненты.
“Так вы нашли настоящих специалистов по прямым линиям? Глаз лягушки может специализироваться на темных точках, типа мух, а наш визуальный кортеж любит линии?"
Особенности оптимального стимула могут оказаться очень важны. Если стимул это линия или угол, конечно, импульс в кортеж приходит не на максимуме, как для пятна правильного размера. Поэтому предыдущие нейроны реагируют не так активно на линию. Но нейроны визуального кортежа находят, что такой сигнал от неоптимально простимулированных нейронов оптимальным для себя. Мы весьма осторожны в характеристике корковых клеток, как "оптимальных для прямых линий", поскольку они отлично реагируют и на бровь, например.
Эти, четвертые по счету, аксоны, приходящие в визуальную зону, похоже, организованы так, что корковые нейроны суммируют активность многих клеток, чьи рецепторные поля не находятся вместе, а, скорее, вытянуты вдоль какой-либо линии. И, поэтому, белая линия на темном фоне становится лучшим способом увеличить возбуждение и уменьшить торможение. Угол (или очень широкая линия) могут также быть эффективны, поскольку только половина подавляющих флангов стимулируется. Но размытая светлая линия равномерно освещает рецепторные поля, что может позволить подавить все возбуждение, аналогично четвертым нейронам в таламусе, которые не передадут информацию в большинстве таких случаев (если это однотонный цвет).
Особенности оптимального стимула могут оказаться очень важны. Если стимул это линия или угол, конечно, импульс в кортеж приходит не на максимуме, как для пятна правильного размера. Поэтому предыдущие нейроны реагируют не так активно на линию. Но нейроны визуального кортежа находят, что такой сигнал от неоптимально простимулированных нейронов оптимальным для себя. Мы весьма осторожны в характеристике корковых клеток, как "оптимальных для прямых линий", поскольку они отлично реагируют и на бровь, например.
Эти, четвертые по счету, аксоны, приходящие в визуальную зону, похоже, организованы так, что корковые нейроны суммируют активность многих клеток, чьи рецепторные поля не находятся вместе, а, скорее, вытянуты вдоль какой-либо линии. И, поэтому, белая линия на темном фоне становится лучшим способом увеличить возбуждение и уменьшить торможение. Угол (или очень широкая линия) могут также быть эффективны, поскольку только половина подавляющих флангов стимулируется. Но размытая светлая линия равномерно освещает рецепторные поля, что может позволить подавить все возбуждение, аналогично четвертым нейронам в таламусе, которые не передадут информацию в большинстве таких случаев (если это однотонный цвет).
ПРОСЛЕДУЕМ ДАЛЕЕ. Информация от глаз, наконец-то, достигает коры головного мозга. Здесь все действительно меняется и появляются новые принципы обработки информации. Например, кора уделяет больше внимания продолжительным обьектам, чем изолированным пятнам.
Кортеж - это не транслятор, типа которого, вначале, понимались боковые ядра таламуса.
"Откуда вообще этот термин 'транслятор' ?"
Это пришло из старой лошадиной почты в Калифорнии. На трансляторных станциях мешки с почтой перераспределялись с уставших лошадей на свежих, но содержание писем не анализировалось и сами они не изменялись. Геникулярные ядра, на первый взгляд, похожи на них. В коре-же, сообщение перестраивается и образуется новый паттерн.
Вход в кору имеет вышеописанную центр-окружение организацию, но так связан с нейронами коры, чтобы образовать пролонгированные речепторные поля. Оптимальным стимулом для сетчатки и геникулярных ядер является белая точка на темном фоне (или, для других клеток, темная точка на светлом фоне) - всегда круглое пятно, хотя оптимальный его размер варьируется для разных клеток. Для корковых нейронов, круглое пятно может вызвать отклик, но оптимальными стимулами для них являются линии и продолжающиеся углы.
Кортеж - это не транслятор, типа которого, вначале, понимались боковые ядра таламуса.
"Откуда вообще этот термин 'транслятор' ?"
Это пришло из старой лошадиной почты в Калифорнии. На трансляторных станциях мешки с почтой перераспределялись с уставших лошадей на свежих, но содержание писем не анализировалось и сами они не изменялись. Геникулярные ядра, на первый взгляд, похожи на них. В коре-же, сообщение перестраивается и образуется новый паттерн.
Вход в кору имеет вышеописанную центр-окружение организацию, но так связан с нейронами коры, чтобы образовать пролонгированные речепторные поля. Оптимальным стимулом для сетчатки и геникулярных ядер является белая точка на темном фоне (или, для других клеток, темная точка на светлом фоне) - всегда круглое пятно, хотя оптимальный его размер варьируется для разных клеток. Для корковых нейронов, круглое пятно может вызвать отклик, но оптимальными стимулами для них являются линии и продолжающиеся углы.
“Больше нет центра и его окружения?”
Для некоорых геникулярных нейронов организация типа центр-окружение просто не проявляется. Кроме этого новшества, геникулярные нейроны имеют различия в связях с нейронами нижних двух слоев верхних четырех слоев коры. Верхние четыре слова имеют маленькие клетки ("парвоклетки"), а нижние два - значительно большие по размерам клетки ("магноклетки"). Магноклеточные слои получают сигналы преимущественно от больших нейронов в сетчатке.
"Так они образуют быстрый путь, что-ли?"
Не только. Эти мангоклеточные нейроны посылают свои аксоны в регионы коры заинтересованные, в частности, в определении малых изменений пространственного контраста и малых движениях. Они быстро определяют изменения в визуальном образе и сигнализируют о них.
По крайней мере, они делают это сильнее чем нейроны четырех парвоклеточных уровней, которые получают сигналы преимущественно от меньших третьих по порядку нейронов сетчатки и посылают свои аксоны в регионы коры более интересующихся цветом и более очевидными изменениями контраста.
"Чувствительность к таким деталям может обрабатываться более медленно?"
Возможно. Что удивительно, парвоклеточные слои у детей с дислексией выглядят нормально, но магноклеточные слои дизорганизованы, их клетки не развиты нормально, как будто их развитие было прервано.
Для некоорых геникулярных нейронов организация типа центр-окружение просто не проявляется. Кроме этого новшества, геникулярные нейроны имеют различия в связях с нейронами нижних двух слоев верхних четырех слоев коры. Верхние четыре слова имеют маленькие клетки ("парвоклетки"), а нижние два - значительно большие по размерам клетки ("магноклетки"). Магноклеточные слои получают сигналы преимущественно от больших нейронов в сетчатке.
"Так они образуют быстрый путь, что-ли?"
Не только. Эти мангоклеточные нейроны посылают свои аксоны в регионы коры заинтересованные, в частности, в определении малых изменений пространственного контраста и малых движениях. Они быстро определяют изменения в визуальном образе и сигнализируют о них.
По крайней мере, они делают это сильнее чем нейроны четырех парвоклеточных уровней, которые получают сигналы преимущественно от меньших третьих по порядку нейронов сетчатки и посылают свои аксоны в регионы коры более интересующихся цветом и более очевидными изменениями контраста.
"Чувствительность к таким деталям может обрабатываться более медленно?"
Возможно. Что удивительно, парвоклеточные слои у детей с дислексией выглядят нормально, но магноклеточные слои дизорганизованы, их клетки не развиты нормально, как будто их развитие было прервано.
СУЩЕСТВУЮТ, ТАКЖЕ, И ЧЕТВЕРТЫЕ НЕЙРОНЫ далее, в стволе мозга, но основной путь сигнала в кору пролегает через таламус, его боковые выступающие (или геникулярные) ядра (LGN). Тамошние четвертые нейроны ведут себя аналогично третьим нейронам сетчатки - по крайней мере когда они тестировались на черно-белых изображениях, не на цветных. Рецепторное поле также с центром и его окружением, как и в нейронах сетчатки.
"Но, я думаю, Вы ожидали увидеть там что-то совсем другое?"
Да, это был большой сюрприз в начале 60-х, когда Дэвид Хьюбл Торстен Виссел открыли, что геникулярные нейроны настолько похожи на нейроны сетчатки. Мы ожидали увидеть существенные преобразования информации, но все оказалось гораздо хитрее.
Наиболее заметным отличием здесь было то, что диффузный свет является еще более слабым стимулятором геникулярных нейронов по сравнению с нейронами сетчатки. Последние все-таки выдают какое-то возбуждение, будучи равномерно освещены, но их возбуждение и торможение похоже совершенно подавляется в геникулярных клетках.
Но они стимулируются белым светом или оттенками серого. Попробуй цветной свет и что-то новое может проявиться, не проявлявшиеся в сетчатке. Нейрон может возбуждаться от красного света на большой площади и подавляться зеленым светом на той-же большой площади сетчатки.
"Но, я думаю, Вы ожидали увидеть там что-то совсем другое?"
Да, это был большой сюрприз в начале 60-х, когда Дэвид Хьюбл Торстен Виссел открыли, что геникулярные нейроны настолько похожи на нейроны сетчатки. Мы ожидали увидеть существенные преобразования информации, но все оказалось гораздо хитрее.
Наиболее заметным отличием здесь было то, что диффузный свет является еще более слабым стимулятором геникулярных нейронов по сравнению с нейронами сетчатки. Последние все-таки выдают какое-то возбуждение, будучи равномерно освещены, но их возбуждение и торможение похоже совершенно подавляется в геникулярных клетках.
Но они стимулируются белым светом или оттенками серого. Попробуй цветной свет и что-то новое может проявиться, не проявлявшиеся в сетчатке. Нейрон может возбуждаться от красного света на большой площади и подавляться зеленым светом на той-же большой площади сетчатки.
Одна из причин почему появление и "уход" света настолько важен это то, что визуальный образ в глазу сравнительно неподвижен - он дрожит на ширину нескольких фоторецепторов. Поэтому, даже есло ничего не движется в вашем поле зрения, все находится в движении на сетчатке, даже когда вы пытаетесь удержать ваши глаза на одной неподвижной точке. Зрительный образ разбивается на зоны с приблизительно одинаковой освещенностью и границы между ними. И эти границы возбуждают множество нейронов. Если ты стабилизируешь образ на сетчатке особой системой, которая исключает дрожание глаза, часть образа имеет тенденцию просто исчезнуть.
"Что? Ты хочешь сказать что чей-нибудь нос может стать невидимым если не будет двигаться, но волосы, при этом, останутся видимыми, волнуемые ветром ?"
Да. Небольшое движение очень важно для поддержки заинтересованности мозга в чем-нибудь. Поэтому наша визуальная система привносит в образ некоторое движение, даже если внешний мир абсолютно неподвижен. Спасибо этим микродвижениям, третьи нейроны в области границ между разными оттенками серого будут "видеть" мерцающий свет, со своей точки зрения, и вот почему это так важно. Даже нечеткие границы определяются такой системой. Из-за нее линии могут выглядеть четче, чем они есть на самом деле. Поэтому-то даже после сетчатки ты видишь оба основных составных блока визуального восприятия - временной контраст и пространственный контраст.
"Что? Ты хочешь сказать что чей-нибудь нос может стать невидимым если не будет двигаться, но волосы, при этом, останутся видимыми, волнуемые ветром ?"
Да. Небольшое движение очень важно для поддержки заинтересованности мозга в чем-нибудь. Поэтому наша визуальная система привносит в образ некоторое движение, даже если внешний мир абсолютно неподвижен. Спасибо этим микродвижениям, третьи нейроны в области границ между разными оттенками серого будут "видеть" мерцающий свет, со своей точки зрения, и вот почему это так важно. Даже нечеткие границы определяются такой системой. Из-за нее линии могут выглядеть четче, чем они есть на самом деле. Поэтому-то даже после сетчатки ты видишь оба основных составных блока визуального восприятия - временной контраст и пространственный контраст.
В дополнение к антогонистической реакции на большое пятно света, тормозящие области рецепторных полей реагируют когда свет покидает тормозящую область. Происходит краткая пачка импульсов, которая, как бы, говорит "Свет погас."
"Тогда пакет импульсов от этого нейрона может означать либо что включили свет или что свет выключили ?"
Верно. Временное сравнение делает третий по порядку нейрон, в дополнение к пространственному сравнению. Движущиеся пятно света способно пробудить спокойный в противном случае нейрон, который будет замечен.
В то время как вторые по счету нейроны имеют тенденцию отмечать "включился свет" и "выключилсился свет", третьи по порядку нейроны усиливают условия меняющиеся во времени. Многое о них было открыто в сетчатке кошек нейрофизиологом Стефеном Куфлером в 50-ых, основываясь на более ранней работе Г. Кефлера о сетчатке лягушек.
"Тогда пакет импульсов от этого нейрона может означать либо что включили свет или что свет выключили ?"
Верно. Временное сравнение делает третий по порядку нейрон, в дополнение к пространственному сравнению. Движущиеся пятно света способно пробудить спокойный в противном случае нейрон, который будет замечен.
В то время как вторые по счету нейроны имеют тенденцию отмечать "включился свет" и "выключилсился свет", третьи по порядку нейроны усиливают условия меняющиеся во времени. Многое о них было открыто в сетчатке кошек нейрофизиологом Стефеном Куфлером в 50-ых, основываясь на более ранней работе Г. Кефлера о сетчатке лягушек.
Дочитали до конца.