Οπτικός φλοιός του εγκεφάλου: δομή, μέρη και οδοί

Η όραση είναι μια από τις πιο εξελιγμένες και σημαντικές αισθήσεις στον άνθρωπο. Χάρη σε αυτό μπορούμε να δούμε την ύπαρξη ερεθισμάτων ή πλεονεκτικών ή απειλητικών καταστάσεων γύρω μας με υψηλό επίπεδο ακρίβειας, ειδικά στο φως της ημέρας (για παράδειγμα, μας επιτρέπει να παρατηρήσουμε εάν υπάρχουν αρπακτικά στο περιβάλλον ή έχουμε κάποιο είδος τροφής διαθέσιμος).

Όμως η όραση δεν είναι τόσο απλή διαδικασία όσο φαίνεται: δεν απαιτείται μόνο η λήψη της εικόνας αλλά και η ερμηνεία των παραμέτρων, της απόστασης, του σχήματος, του χρώματος και ακόμη και της κίνησης. Σε επίπεδο εγκεφάλου, αυτές οι διαδικασίες απαιτούν επεξεργασία που πραγματοποιείται σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Με αυτή την έννοια, επισημαίνει το ρόλο του οπτικού φλοιού του εγκεφάλου.

Σε όλο αυτό το άρθρο θα δούμε ποια είναι τα χαρακτηριστικά και τα μέρη του οπτικού φλοιού, μέσω μιας περίληψης για αυτό το μέρος του ανθρώπινου εγκεφάλου.

• Σχετικό άρθρο: "Μέρη του ανθρώπινου εγκεφάλου (και λειτουργίες)"

Οπτικός φλοιός: τι είναι και πού είναι;

Το μέρος του φλοιού που αφιερώνεται κυρίως στον οπτικό φλοιό είναι γνωστό ως οπτικός φλοιός. επεξεργασία οπτικής διέγερσης από φωτοϋποδοχείς του αμφιβληστροειδούς. Είναι μια από τις πιο αντιπροσωπευόμενες αισθήσεις στο επίπεδο του φλοιού, η επεξεργασία του καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του ινιακός λοβός και ένα μικρό μέρος των βρεγματικών.

Οι οπτικές πληροφορίες περνούν από τα μάτια στον εγκάρσιο πυρήνα του γονιδιακού θαλάμος και στον ανώτερο κολικό, κατ 'ουσία, για να επιτευχθεί τελικά ο εγκεφαλικός φλοιός για επεξεργασία. Μόλις φτάσουν εκεί, οι διάφορες πληροφορίες που συλλαμβάνονται από τους δέκτες επεξεργάζονται και ενσωματώνονται για να τους δώσουν ένα νόημα και να μας επιτρέψουν την πραγματική αντίληψη θεμελιώδεις πτυχές όπως απόσταση, χρώμα, σχήμα, βάθος ή κίνηση, και τέλος να τους δώσουμε ένα κοινό νόημα.

Ωστόσο, η πλήρης ενοποίηση των οπτικών πληροφοριών (δηλαδή, το τελευταίο βήμα της επεξεργασίας τους) δεν είναι λαμβάνει χώρα στον οπτικό φλοιό, αλλά σε δίκτυα νευρώνων που κατανέμονται σε ολόκληρο τον υπόλοιπο εγκεφαλικό φλοιό.

Κύριες περιοχές ή μέρη του οπτικού φλοιού

Ο οπτικός φλοιός δεν αποτελείται από μια ενιαία ομοιόμορφη δομή, αλλά μάλλον περιλαμβάνει διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου και οδούς. Υπό αυτήν την έννοια, μπορούμε να βρούμε τον πρωτεύοντα οπτικό φλοιό (ή V1) και τον εξωστρεφή φλοιό, οι οποίοι με τη σειρά τους υποδιαιρούνται σε διαφορετικές περιοχές (V2, V3, V4, V5, V6).

1. Πρωτογενής οπτικός φλοιός

Ο πρωταρχικός οπτικός φλοιός, που ονομάζεται επίσης ραβδωτός φλοιός, είναι η πρώτη περιοχή του φλοιού που λαμβάνει οπτικές πληροφορίες και εκτελεί μια πρώτη επεξεργασία του. Αποτελείται και από τα δύο απλά κύτταρα (τα οποία ανταποκρίνονται μόνο σε ερεθίσματα με συγκεκριμένη θέση στο οπτικό πεδίο και αναλύστε πολύ συγκεκριμένα πεδία) ως πολύπλοκα (που καταγράφουν ευρύτερες οπτικές πανεπιστημιουπόλεις) και είναι οργανωμένα σε συνολικά έξι στρώματα. Το πιο σχετικό από όλα είναι το νούμερο 4, δεδομένου ότι λαμβάνει τις πληροφορίες από τον πυρήνα των γονιδίων.

Εκτός από τα παραπάνω, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυτός ο φλοιός είναι οργανωμένος σε υπερ-στήλες, αποτελούμενες από λειτουργικές στήλες κελιών που συλλαμβάνουν παρόμοια στοιχεία οπτικών πληροφοριών. Αυτές οι στήλες αποτυπώνουν μια πρώτη εντύπωση του προσανατολισμού και της οφθαλμικής κυριαρχίας, του βάθους και της κίνησης (τι συμβαίνει στο στήλες που ονομάζονται interblob) ή μια πρώτη εντύπωση του χρώματος (στις στήλες ή τις περιοχές σταγόνων γνωστές επίσης ως σημεία ή σταγόνες).

Εκτός από τα παραπάνω, τα οποία αρχίζει να επεξεργάζεται ο πρωτογενής οπτικός φλοιός, πρέπει να σημειωθεί ότι σε αυτήν την περιοχή του εγκεφάλου υπάρχει μια ρετινοτοπική αναπαράσταση του ματιού, ένας τοπογραφικός χάρτης όρασης παρόμοιος με αυτόν του ομόλογου Penfield από την άποψη του σωματοαισθητηρίου και του κινητικού συστήματος.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Αίσθηση και μοτέρ του Penfield: Τι είναι;"

2. Εξαιρετικά ραβδωτός ή συσχετιστικός φλοιός

Εκτός από τον πρωτογενή οπτικό φλοιό, μπορούμε να βρούμε διάφορες συναφείς περιοχές του εγκεφάλου μεγάλη σημασία στην επεξεργασία διαφορετικών χαρακτηριστικών και στοιχείων οπτικών πληροφοριών. Τεχνικά υπάρχουν περίπου τριάντα περιοχές, αλλά οι πιο σχετικές είναι εκείνες που κωδικοποιούνται από το V2 (θυμηθείτε ότι ο πρωτεύων οπτικός φλοιός θα αντιστοιχούσε στο V1) έως το V8. Μέρος των πληροφοριών που λαμβάνονται κατά την επεξεργασία των δευτερευόντων περιοχών θα αναλυθεί αργότερα στην πρωτογενή περιοχή που θα αναλυθεί.

Οι λειτουργίες τους είναι διαφορετικές και χειρίζονται διαφορετικές πληροφορίες. Για παράδειγμα, η περιοχή V2 λαμβάνει από τις περιοχές τις πληροφορίες χρώματος και από τις πληροφορίες interblob σχετικά με τον χωρικό προσανατολισμό και την κίνηση. Οι πληροφορίες περνούν από αυτήν την περιοχή πριν πάτε σε οποιαδήποτε άλλη, αποτελώντας μέρος όλων των οπτικών μονοπατιών. Η περιοχή V3 περιέχει μια αναπαράσταση του κάτω οπτικού πεδίου και έχει κατευθυντική επιλεκτικότητα, ενώ η οπίσθια κοιλιακή περιοχή το έχει το ανώτερο οπτικό πεδίο που καθορίζεται με επιλεκτικότητα ανά χρώμα και προσανατολισμό.

Το V4 συμμετέχει στην επεξεργασία πληροφοριών με τη μορφή ερεθισμάτων και στην αναγνώρισή τους. Η περιοχή V5 (ονομάζεται επίσης μεσαία χρονική περιοχή) εμπλέκεται κυρίως στην ανίχνευση και επεξεργασία της κίνησης των ερεθισμάτων και του βάθους, που είναι η κύρια περιοχή που είναι υπεύθυνη για την αντίληψη αυτών πτυχές. Το V8 έχει λειτουργίες αντίληψης χρώματος.

Ωστόσο, για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς λειτουργεί η οπτική αντίληψη, συνιστάται η ανάλυση της μετάδοσης πληροφοριών με διαφορετικούς τρόπους.

Κύρια οπτικά μονοπάτια επεξεργασίας

Η επεξεργασία οπτικών πληροφοριών δεν είναι κάτι στατικό, αλλά μάλλον εμφανίζεται κατά μήκος διαφορετικών οπτικών οδών στον εγκέφαλο, στην οποία μεταδίδονται οι πληροφορίες. Υπό αυτήν την έννοια, τα κοιλιακά και ραχιαία μονοπάτια ξεχωρίζουν.

1. Κοιλιακή διαδρομή

Το κοιλιακό μονοπάτι, επίσης γνωστό ως «τι», είναι ένα από τα κύρια οπτικά μονοπάτια του εγκεφάλου, το οποίο θα πήγαινε από το V1 προς την κατεύθυνση του κροταφικού λοβού. Περιοχές όπως οι V2 και V4 αποτελούν μέρος αυτής και είναι κυρίως υπεύθυνες για την παρατήρηση του σχήματος και του χρώματος των αντικειμένων, καθώς και για την αντίληψη του βάθους. Τελικά μας επιτρέπει να παρατηρήσουμε αυτό που παρατηρούμε.

Ομοίως, με αυτόν τον τρόπο τα ερεθίσματα μπορούν να συγκριθούν με τις αναμνήσεις καθώς περνούν από το κάτω μέρος του κροταφικός λοβός, για παράδειγμα σε περιοχές όπως η fusiform σε περίπτωση αναγνώρισης προσώπου.

2. Ραχιαία διαδρομή

Όσον αφορά το ραχιαίο μονοπάτι, διασχίζει το άνω μέρος του κρανίου, πηγαίνοντας προς το βρεγματικό. Ονομάζεται "πού" διαδρομή, δεδομένου ότι λειτουργεί ειδικά με πτυχές όπως η κίνηση και η χωρική τοποθεσία. Ξεχωρίζει η συμμετοχή σε αυτό του οπτικού φλοιού V5, με μεγάλο ρόλο σε αυτόν τον τύπο επεξεργασίας. Επιτρέπει να απεικονιστεί πού και σε ποια απόσταση είναι το ερέθισμα, εάν κινείται ή όχι και η ταχύτητά του.

Τροποποιήσεις που προκαλούνται από βλάβη στα διαφορετικά οπτικά μονοπάτια

Ο οπτικός φλοιός είναι ένα στοιχείο μεγάλης σημασίας για εμάς, αλλά μπορεί να εμφανιστούν διαφορετικοί τραυματισμοί που μπορεί να αλλάξουν και να θέσουν σε κίνδυνο τη λειτουργικότητά του.

Η βλάβη ή η αποσύνδεση του πρωτεύοντος οπτικού φλοιού δημιουργεί αυτό που είναι γνωστό ως φλοιώδης τύφλωση, στην οποία αν και τα μάτια του θέματος λειτουργεί σωστά και λαμβάνει τις πληροφορίες, αυτό δεν μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία από τον εγκέφαλο, οπότε δεν είναι δυνατόν αντιλαμβάνομαι. Επίσης μπορεί να προκύψει η ημιανοπία εάν προκληθεί βλάβη σε ένα μόνο ημισφαίριο, εμφανίζεται τύφλωση μόνο σε ένα οπτικό ημισφαίριο

Τραυματισμοί σε άλλες περιοχές του εγκεφάλου μπορεί να προκαλέσουν διαφορετικές οπτικές διαταραχές. Μια βλάβη της κοιλιακής οδού πιθανότατα θα δημιουργήσει κάποιο είδος οπτικής αγνωσίας (είτε είναι αποδεκτή στην οποία δεν γίνεται αντιληπτή ή συσχετιστική ότι αν και γίνεται αντιληπτό, δεν σχετίζεται με συναισθήματα, έννοιες ή αναμνήσεις), δεν μπορεί να αναγνωρίσει τα αντικείμενα και τα ερεθίσματα παρόν. Για παράδειγμα, θα μπορούσατε να δημιουργήσετε προπαγνησία ή απουσία αναγνώρισης προσώπων σε συνειδητό επίπεδο (αν και όχι απαραίτητα σε συναισθηματικό επίπεδο).

Η βλάβη στον ραχιαίο σωλήνα θα μπορούσε να προκαλέσει ακίνητο, αδυναμία οπτικής ανίχνευσης κίνησης.

Μια άλλη πιθανή αλλοίωση είναι η παρουσία προβλημάτων όταν έχετε μια συνεκτική αντίληψη του χώρου, που δεν είναι σε θέση να αντιληφθείτε συνειδητά ένα μέρος του οπτικού πεδίου. Αυτό συμβαίνει στην προαναφερθείσα ημιανοπία ή την τεταρτοψία (στην περίπτωση αυτή θα αντιμετωπίζαμε ένα πρόβλημα σε ένα από τα τεταρτημόρια).

Επίσης, προβλήματα όρασης όπως δυσκολίες στην αντίληψη βάθους ή θολή όραση (παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει με προβλήματα οφθαλμών όπως μυωπία και μυωπία). Προβλήματα παρόμοια με την αχρωματοψία μπορούν επίσης να εμφανιστούν (ας μιλήσουμε για μονοχρωματισμό ή διχρωμία) ή έλλειψη αναγνώρισης για το χρώμα.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

• Horton, J.C.; Adams, D.L. (2005). Η φλοιώδης στήλη: μια δομή χωρίς συνάρτηση. Φιλοσοφικές συναλλαγές της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου. Σειρά Β, Βιολογικές Επιστήμες. 360 (1456): σελ. 837 - 862.
• Kandel, E.R.; Schwartz, J. Η.; Jessell, Τ.Μ. (2001). Αρχές της Νευροεπιστήμης. Madrird: MacGrawHill.
• Kolb, Β. & Wishaw, Ι. (2006). Ανθρώπινη νευροψυχολογία. Μαδρίτη: Συντακτική Médica Panamericana.
• Lui, J. Η.; Hansen, D.V.; Kriegstein, A.R. (2011). Ανάπτυξη και εξέλιξη του ανθρώπινου νεοφλοιού. Κύτταρο. 146 (1): σελ. 18 - 36.
• Peña-Casanova, J. (2007). Συμπεριφορική νευρολογία και νευροψυχολογία. Ιατρικός Εκδοτικός οίκος Panamerica.
• Possin, K.L. (2010). Οπτική χωρική γνώση σε νευροεκφυλιστική ασθένεια Νευροκάση 16 (6).
• Richman, D.P.; Stewart, R. Μ.; Hutchinson, J.W.; Caviness, V.S. (1975). Μηχανικό μοντέλο της συνελικτικής ανάπτυξης του εγκεφάλου. Επιστήμη. 189(4196): 18 - 21.