Informatie

20.13: Visie in de hersenen - Biologie


De gemyeliniseerde axonen van ganglioncellen vormen de oogzenuwen. Deze kruising van optische paden produceert het kenmerkende optische chiasma (Grieks voor "kruising") dat aan de basis van de hersenen wordt gevonden en stelt ons in staat om informatie van beide ogen te coördineren.

Eenmaal in de hersenen wordt visuele informatie op verschillende plaatsen verwerkt en de routes weerspiegelen de complexiteit en het belang van visuele informatie voor mensen en andere dieren. Eén route brengt de signalen naar de thalamus, die dient als routeringsstation voor alle binnenkomende zintuiglijke impulsen behalve reukzin. In de thalamus blijven de magnocellulaire en parvocellulaire verschillen intact, en er zijn verschillende lagen van de thalamus die aan elk zijn gewijd. Wanneer visuele signalen de thalamus verlaten, reizen ze naar de primaire visuele cortex aan de achterkant van de hersenen. Vanuit de visuele cortex reizen de visuele signalen in twee richtingen. Eén stroom die naar de pariëtale kwab, in de zijkant van de hersenen, projecteert, draagt ​​​​magnocellulaire ("waar") informatie over. Een tweede stroom projecteert naar de temporale kwab en vervoert zowel magnocellulaire ("waar") als parvocellulaire ("wat") informatie.

Een andere belangrijke visuele route is een pad van het netvlies naar de superieure colliculus in de middenhersenen, waar oogbewegingen worden gecoördineerd en geïntegreerd met auditieve informatie. Ten slotte is er de weg van het netvlies naar de suprachiasmatische kern (SCN) van de hypothalamus. De SCN is een cluster van cellen die wordt beschouwd als de interne klok van het lichaam, die onze circadiane (daglange) cyclus. De SCN stuurt informatie naar de pijnappelklier, wat belangrijk is in slaap/waakpatronen en jaarlijkse cycli.

Bekijk deze interactieve presentatie om te bekijken wat u hebt geleerd over de werking van visie.

20.13: Visie in de hersenen - Biologie

De gemyeliniseerde axonen van ganglioncellen vormen de oogzenuwen. Binnen de zenuwen dragen verschillende axonen verschillende kwaliteiten van het visuele signaal. Sommige axonen vormen de magnocellulaire (big cell) route, die informatie bevat over vorm, beweging, diepte en verschillen in helderheid. Andere axonen vormen de parvocellulaire (kleincellige) route, die informatie over kleur en fijne details bevat. Sommige visuele informatie projecteert rechtstreeks terug in de hersenen, terwijl andere informatie naar de andere kant van de hersenen gaat. Deze kruising van optische paden produceert het kenmerkende optische chiasma (Grieks voor "kruising") dat aan de basis van de hersenen wordt gevonden en stelt ons in staat om informatie van beide ogen te coördineren.

Eenmaal in de hersenen wordt visuele informatie op verschillende plaatsen verwerkt en de routes weerspiegelen de complexiteit en het belang van visuele informatie voor mensen en andere dieren. Eén route brengt de signalen naar de thalamus, die dient als routeringsstation voor alle binnenkomende zintuiglijke impulsen behalve reukzin. In de thalamus blijven de magnocellulaire en parvocellulaire verschillen intact, en er zijn verschillende lagen van de thalamus die aan elk zijn gewijd. Wanneer visuele signalen de thalamus verlaten, reizen ze naar de primaire visuele cortex aan de achterkant van de hersenen. Vanuit de visuele cortex reizen de visuele signalen in twee richtingen. Eén stroom die naar de pariëtale kwab, in de zijkant van de hersenen, projecteert, draagt ​​​​magnocellulaire ("waar") informatie over. Een tweede stroom projecteert naar de temporale kwab en vervoert zowel magnocellulaire ("waar") als parvocellulaire ("wat") informatie.

Een andere belangrijke visuele route is een pad van het netvlies naar de superieure colliculus in de middenhersenen, waar oogbewegingen worden gecoördineerd en geïntegreerd met auditieve informatie. Ten slotte is er de weg van het netvlies naar de suprachiasmatische kern (SCN) van de hypothalamus. De SCN is een cluster van cellen die wordt beschouwd als de interne klok van het lichaam, die onze circadiane (daglange) cyclus. De SCN stuurt informatie naar de pijnappelklier, wat belangrijk is in slaap/waakpatronen en jaarlijkse cycli.


Visie revisie

Wetenschappers van de Harvard Medical School hebben met succes het gezichtsvermogen van muizen hersteld door de klok terug te draaien op verouderde oogcellen in het netvlies om de jeugdige genfunctie terug te krijgen.

Het werk van het team, beschreven op 2 december in Natuur, is de eerste demonstratie dat het mogelijk kan zijn om complexe weefsels, zoals de zenuwcellen van het oog, veilig te herprogrammeren naar een eerdere leeftijd.

Naast het resetten van de verouderingsklok van de cellen, keerden de onderzoekers met succes het verlies van het gezichtsvermogen terug bij dieren met een aandoening die lijkt op menselijk glaucoom, een belangrijke oorzaak van blindheid over de hele wereld.

De prestatie vertegenwoordigt de eerste succesvolle poging om door glaucoom veroorzaakt verlies van gezichtsvermogen om te keren, in plaats van alleen de progressie ervan te stoppen, aldus het team.

Indien gerepliceerd door verdere studies, zou de aanpak de weg kunnen banen voor therapieën om weefselherstel in verschillende organen te bevorderen en veroudering en leeftijdsgerelateerde ziekten bij mensen om te keren.

"Onze studie toont aan dat het mogelijk is om de ouderdom van complexe weefsels zoals het netvlies veilig om te keren en de jeugdige biologische functie te herstellen", zegt senior auteur David Sinclair, hoogleraar genetica aan het Blavatnik Institute aan de Harvard Medical School, mededirecteur van de Paul F. Glenn Center for Biology of Aging Research bij HMS en een expert op het gebied van veroudering.

Sinclair en collega's waarschuwen dat de bevindingen moeten worden herhaald, ook in verschillende diermodellen, voordat experimenten op mensen worden uitgevoerd. Desalniettemin, voegen ze eraan toe, bieden de resultaten een proof of concept en een weg naar het ontwerpen van behandelingen voor een reeks leeftijdsgerelateerde menselijke ziekten.

"Als dit door verdere studies wordt bevestigd, kunnen deze bevindingen een transformatie zijn voor de zorg voor leeftijdsgebonden gezichtsziekten zoals glaucoom en voor het gebied van biologie en medische therapieën voor ziekten in het algemeen," zei Sinclair.

Gen trio

Voor hun werk gebruikte het team een ​​adeno-geassocieerd virus (AAV) als vehikel om in het netvlies van muizen drie jeugdherstellende genen af ​​te leveren:4 oktober, Sox2 en Klf4-die normaal gesproken worden ingeschakeld tijdens de embryonale ontwikkeling. De drie genen, samen met een vierde, die niet in dit werk werd gebruikt, staan ​​gezamenlijk bekend als Yamanaka-factoren.

De behandeling had meerdere gunstige effecten op het oog. Ten eerste bevorderde het zenuwregeneratie na oogzenuwbeschadiging bij muizen met beschadigde oogzenuwen. Ten tweede keerde het gezichtsverlies terug bij dieren met een aandoening die lijkt op menselijk glaucoom. En ten derde keerde het gezichtsverlies terug bij ouder wordende dieren zonder glaucoom.

De aanpak van het team is gebaseerd op een nieuwe theorie over waarom we ouder worden. De meeste cellen in het lichaam bevatten dezelfde DNA-moleculen, maar hebben zeer uiteenlopende functies. Om deze mate van specialisatie te bereiken, moeten deze cellen alleen genen lezen die specifiek zijn voor hun type. Deze regulerende functie is de bevoegdheid van het epigenoom, een systeem om genen in specifieke patronen aan en uit te zetten zonder de fundamentele onderliggende DNA-sequentie van het gen te veranderen.

Deze theorie stelt dat veranderingen in het epigenoom in de loop van de tijd ervoor zorgen dat cellen de verkeerde genen lezen en defect raken, waardoor verouderingsziekten ontstaan. Een van de belangrijkste veranderingen aan het epigenoom is DNA-methylering, een proces waarbij methylgroepen aan het DNA worden gehecht. Patronen van DNA-methylatie worden vastgelegd tijdens de embryonale ontwikkeling om de verschillende celtypen te produceren. Na verloop van tijd gaan jeugdige patronen van DNA-methylatie verloren, en genen in cellen die moeten worden ingeschakeld, worden uitgeschakeld en vice versa, wat resulteert in een verminderde cellulaire functie. Sommige van deze DNA-methyleringsveranderingen zijn voorspelbaar en zijn gebruikt om de biologische leeftijd van een cel of weefsel te bepalen.

Maar of DNA-methylatie leeftijdsgerelateerde veranderingen in cellen veroorzaakt, is onduidelijk gebleven. In de huidige studie veronderstelden de onderzoekers dat als DNA-methylatie inderdaad de veroudering onder controle houdt, het wissen van enkele van zijn voetafdrukken de leeftijd van cellen in levende organismen zou kunnen omkeren en ze in hun eerdere, meer jeugdige staat zou herstellen.

Eerder werk had deze prestatie bereikt in cellen die in laboratoriumschalen waren gekweekt, maar kon het effect in levende organismen niet aantonen.

De nieuwe bevindingen tonen aan dat de aanpak ook bij dieren kan worden gebruikt.

Een belangrijke hindernis overwinnen

Hoofdonderzoeksauteur Yuancheng Lu, onderzoeker in genetica bij HMS en een voormalig PhD-student in het laboratorium van Sinclair, ontwikkelde een gentherapie die de leeftijd van cellen in een levend dier veilig zou kunnen omkeren.

Lu's werk bouwt voort op de Nobelprijswinnende ontdekking van Shinya Yamanaka, die de vier transcriptiefactoren identificeerde, 4 okt, Sox2, Klf4 en c-Myc, die epigenetische markers op cellen zouden kunnen wissen en deze cellen kunnen terugbrengen naar hun primitieve embryonale staat van waaruit ze zich kunnen ontwikkelen tot een ander type cel.

Latere onderzoeken lieten echter twee belangrijke tegenslagen zien. Ten eerste kunnen de vier Yamanaka-factoren bij gebruik bij volwassen muizen ook tumorgroei induceren, waardoor de aanpak onveilig wordt. Ten tweede zouden de factoren de cellulaire toestand kunnen resetten naar de meest primitieve celtoestand, waardoor de identiteit van een cel volledig wordt gewist.

Lu en collega's omzeilden deze hindernissen door de aanpak enigszins aan te passen. Ze hebben het gen laten vallen c-Myc en leverde alleen de resterende drie Yamanaka-genen op, 4 okt, Sox2 en Klf4. De aangepaste aanpak keerde met succes cellulaire veroudering om zonder de tumorgroei te stimuleren of hun identiteit te verliezen.

Gentherapie toegepast op oogzenuwregeneratie

In de huidige studie richtten de onderzoekers zich op cellen in het centrale zenuwstelsel omdat dit het eerste deel van het lichaam is dat wordt aangetast door veroudering. Na de geboorte neemt het vermogen van het centrale zenuwstelsel om te regenereren snel af.

Een muis netvlies na het ontvangen van OSK-gentherapie. Afbeelding: Yuancheng Lu

Om te testen of het regeneratieve vermogen van jonge dieren aan volwassen muizen kon worden overgedragen, brachten de onderzoekers de gemodificeerde combinatie van drie genen via een AAV af in retinale ganglioncellen van volwassen muizen met oogzenuwbeschadiging.

Voor het werk werkten Lu en Sinclair samen met Zhigang He, HMS-hoogleraar neurologie en oogheelkunde in het Boston Children's Hospital, die neuroregeneratie van de oogzenuw en het ruggenmerg bestudeert.

De behandeling resulteerde in een tweevoudige toename van het aantal overlevende retinale ganglioncellen na de verwonding en een vijfvoudige toename van zenuwgroei.

"Aan het begin van dit project zeiden veel van onze collega's dat onze aanpak zou mislukken of te gevaarlijk zou zijn om ooit te worden gebruikt", zei Lu. "Onze resultaten suggereren dat deze methode veilig is en mogelijk een revolutie teweeg kan brengen in de behandeling van het oog en vele andere organen die worden aangetast door veroudering."

Omkering van glaucoom en leeftijdsgerelateerd gezichtsverlies

Na de bemoedigende bevindingen bij muizen met oogzenuwverwondingen, werkte het team samen met collega's van het Schepens Eye Research Institute van Massachusetts Eye en Ear Bruce Ksander, HMS universitair hoofddocent oogheelkunde, en Meredith Gregory-Ksander, HMS assistent-professor oogheelkunde. Ze planden twee reeksen experimenten: een om te testen of de cocktail van drie genen het gezichtsverlies als gevolg van glaucoom zou kunnen herstellen en een andere om te zien of de aanpak het verlies van het gezichtsvermogen als gevolg van normale veroudering zou kunnen omkeren.

In een muismodel van glaucoom leidde de behandeling tot verhoogde elektrische activiteit van zenuwcellen en een opmerkelijke toename van de gezichtsscherpte, zoals gemeten aan de hand van het vermogen van de dieren om bewegende verticale lijnen op een scherm te zien. Opmerkelijk genoeg deed het dit nadat het door glaucoom veroorzaakte verlies van het gezichtsvermogen al was opgetreden.

"Het terugkrijgen van de visuele functie nadat het letsel is opgetreden, is zelden door wetenschappers aangetoond", zei Ksander. "Deze nieuwe aanpak, die met succes meerdere oorzaken van verlies van gezichtsvermogen bij muizen omkeert zonder de noodzaak van een netvliestransplantatie, vertegenwoordigt een nieuwe behandelingsmodaliteit in de regeneratieve geneeskunde."

De behandeling werkte even goed bij oudere, 12 maanden oude muizen met verminderd gezichtsvermogen als gevolg van normale veroudering. Na behandeling van de oudere muizen waren de genexpressiepatronen en elektrische signalen van de oogzenuwcellen vergelijkbaar met die van jonge muizen en werd het gezichtsvermogen hersteld.

Toen de onderzoekers moleculaire veranderingen in behandelde cellen analyseerden, vonden ze omgekeerde patronen van DNA-methylatie - een observatie die suggereert dat DNA-methylatie niet slechts een marker of een toeschouwer in het verouderingsproces is, maar eerder een actief middel dat het aanstuurt.

"Dit vertelt ons dat de klok niet alleen tijd vertegenwoordigt, het is tijd", zei Sinclair. "Als je de wijzers van de klok terugdraait, gaat de tijd ook achteruit."

De onderzoekers zeiden dat als hun bevindingen worden bevestigd in verder dierlijk werk, ze binnen twee jaar klinische proeven zouden kunnen starten om de werkzaamheid van de aanpak bij mensen met glaucoom te testen. Tot nu toe zijn de bevindingen bemoedigend, aldus onderzoekers. In de huidige studie vertoonde een eenjarige behandeling van het hele lichaam van muizen met de drie-genenbenadering geen negatieve bijwerkingen.

Financiering en relevante openbaarmakingen

David Sinclair is een adviseur van, uitvinder van patenten in licentie gegeven aan, bestuurslid en aandeleneigenaar van Iduna Therapeutics, een Life Biosciences-bedrijf dat epigenetische herprogrammeringstherapieën ontwikkelt, en een onbetaalde adviseur van Zymo Research, een bedrijf in epigenetische hulpmiddelen. Yuancheng Lu, Luis Rajman en Steve Horvath zijn aandeelhouders van Iduna Therapeutics. George Church en Noah Davidsohn zijn mede-oprichters van Rejuvenate Bio. Aanvullende onthullingen van Sinclair en de kerk zijn hier en hier te vinden.

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door een HMS Epigenetics Seed Grant and Development Grant, The Glenn Foundation for Medical Research, Edward Schulak, de National Institutes of Health (subsidies R01AG019719, R37AG028730, R01EY026939, R01EY021526, R01AG067782, R01GM065204, R01AG065403, R01EY025794 en R21EY030276) en de St. Vincent de Paul Foundation.


Ruggengraat zenuwen

Over het algemeen bevatten spinale zenuwen afferente axonen van sensorische receptoren in de periferie, zoals van de huid, gemengd met efferente axonen die naar de spieren of andere effectororganen reizen. Wanneer de spinale zenuw het ruggenmerg nadert, splitst deze zich in dorsale en ventrale wortels. De dorsale wortel bevat alleen de axonen van sensorische neuronen, terwijl de ventrale wortels alleen de axonen van de motorneuronen bevatten. Sommige takken zullen synapsen met lokale neuronen in het dorsale wortelganglion, de achterste (dorsale) hoorn, of zelfs de voorste (ventrale) hoorn, ter hoogte van het ruggenmerg waar ze binnenkomen. Andere takken zullen een korte afstand langs de wervelkolom afleggen om te interageren met neuronen op andere niveaus van het ruggenmerg. Een tak kan ook veranderen in de achterste (dorsale) kolom van de witte stof om verbinding te maken met de hersenen. Gemakshalve zullen we de termen ventraal en dorsaal gebruiken met betrekking tot structuren in het ruggenmerg die deel uitmaken van deze paden. Dit zal helpen om de relaties tussen de verschillende componenten te onderstrepen. Doorgaans zijn spinale zenuwsystemen die verbinding maken met de hersenen: contralateraal, doordat de rechterkant van het lichaam is verbonden met de linkerkant van de hersenen en de linkerkant van het lichaam met de rechterkant van de hersenen.


Trichromatische codering

Er zijn drie soorten kegeltjes (met verschillende fotopsines) en ze verschillen in de golflengte waarop ze het meest reageren, zoals weergegeven in figuur 17.21. Sommige kegeltjes reageren maximaal op korte lichtgolven van 420 nm, daarom worden ze S-kegels ("S" voor "kort") genoemd, andere reageren maximaal op golven van 530 nm (M-kegels, voor "medium") een derde groep reageert maximaal aan licht met langere golflengten, bij 560 nm (L, of "lange" kegels). Met slechts één type kegel zou kleurenwaarneming niet mogelijk zijn en een systeem met twee kegels (dichromatisch) heeft beperkingen. Primaten gebruiken een systeem met drie kegels (trichromatisch), wat resulteert in een volledig kleurenzicht.

De kleur die we waarnemen is het resultaat van de verhouding van activiteit van onze drie soorten kegeltjes. De kleuren van het visuele spectrum, lopend van licht met lange golflengte tot kort, zijn rood (700 nm), oranje (600 nm), geel (565 nm), groen (497 nm), blauw (470 nm), indigo (450 nm). nm) en violet (425 nm). Mensen hebben een zeer gevoelige waarneming van kleur en kunnen ongeveer 500 helderheidsniveaus, 200 verschillende tinten en 20 stappen van verzadiging onderscheiden, of ongeveer 2 miljoen verschillende kleuren.

Figuur 17.21.
Menselijke staafcellen en de verschillende soorten kegelcellen hebben elk een optimale golflengte. Er is echter een aanzienlijke overlap in de golflengten van het gedetecteerde licht.


Overzicht praten

Dr. Torsten Wiesel vertelt ons het verhaal van de Nobelprijswinnende ontdekking van hoe de hersenen informatie verwerken via de visuele cortex. Samen met David Hubel gebruikte Wiesel micro-elektroden om veranderingen in het actiepotentiaal van een enkel neuron te volgen met visuele stimuli. Met dit eenvoudige, maar innovatieve experiment waren ze in staat om elke visuele stimulus toe te wijzen aan een specifiek deel van de hersenen, waardoor ze inzicht kregen in hoe de hersenen een beeld genereren op basis van visuele input.


  • ASIN &rlm: &lrm 0716750201
  • Uitgever &rlm : &lrm WH Freeman & Co Eerste druk editie (1 augustus 1988)
  • Taal &rlm : &lrm Engels
  • Hardcover &rlm : &lrm 240 pagina's
  • ISBN-10 &rlm : &lrm 9780716750208
  • ISBN-13 &rlm : &lrm 978-0716750208
  • Artikelgewicht &rlm: &lrm 2 pond
  • Afmetingen &rlm : &lrm 8,75 x 0,75 x 9,75 inch

Recensies met afbeeldingen

Toprecensies uit de Verenigde Staten

Er is op dit moment een probleem opgetreden bij het filteren van beoordelingen. Probeer het later opnieuw.

Ik had het geluk om zowel de adviseur van Dr. Hubel als zijn seminarist (klasgrootte 12) in mijn eerste jaar te zijn. We gebruikten Eye, Brain en Vision als ons leerboek, en ik moet zeggen dat het een geweldig, baanbrekend boek is. Zelfs op zijn leeftijd heeft Dr. Hubel zijn eigenaardigheden en grappige gevoel voor humor, en dat blijkt uit dit boek. Voor iedereen met interesse in neurofysiologie, het oog of visuele waarneming, zou dit boek leuk moeten zijn om te lezen. Sterk aanbevolen.

PS Dr. Hubel had "thee en cracker" pauzes tijdens onze seminars. Plezier.

Ik had het geluk om zowel de adviseur van Dr. Hubel als zijn seminarist (klasgrootte 12) in mijn eerste jaar te zijn. We gebruikten Eye, Brain en Vision als ons leerboek, en ik moet zeggen dat het een fantastisch, baanbrekend boek is. Zelfs op zijn leeftijd heeft Dr. Hubel zijn eigenaardigheden en grappige gevoel voor humor, en dat blijkt uit dit boek. Voor iedereen die geïnteresseerd is in neurofysiologie, het oog of visuele waarneming, zou dit boek leuk moeten zijn om te lezen. Sterk aanbevolen.

PS Dr. Hubel had "thee en cracker" pauzes tijdens onze seminars. Plezier.

"Eye, Brain, and Vision" is een informatieve lezing over de innerlijke werking van hoe visie wordt waargenomen. Het boek was goed ingedeeld en redelijk gemakkelijk te begrijpen zonder het raadplegen van andere bronnen. Het boek introduceert de lezer eerst met een kort overzicht van cellulaire neurowetenschap. Over neuronen, neurale paden, membraanpotentialen, impulsen, inhibitie enz. Door het hele boek heen geeft Hubel voorbeelden om concepten te verduidelijken en geeft gedetailleerde cijfers die de beschreven bevindingen ondersteunen.

Al met al vond ik dit boek interessant en informatief. Naar mijn mening waren de eerste paar hoofdstukken wat saai, maar ik heb echt genoten van het boek toen Hubel begon te praten over de verschillende experimenten die op dit gebied werden uitgevoerd. De stijl van het boek is feitelijk met concepten die voortbouwen op eerdere hoofdstukken. Hubel levert veel wetenschappelijke experimenten, waarvan vele van hemzelf, om zijn beweringen te ondersteunen en hij legt de lezer kort het experimentele ontwerp uit voor een beter algemeen begrip.

Het boek is zo opgezet dat het de lezer voldoende informatie geeft over neuroanatomie en functie voordat het dieper ingaat op complexere onderwerpen. Ik beschouw de eerste 4 hoofdstukken (Impulsen, Synapsen en Circuits The Eye Primary Visual Cortex) als hoofdstukken die de lezer achtergrondinformatie geven. Zelfs Hubel merkte in deze hoofdstukken op dat sommige van deze verklaringen vereenvoudigd zijn, zodat ze gemakkelijker te conceptualiseren zouden zijn. De rest van het boek over Architectuur van het oog, Vergroting en Modules, Het Corpus Callosum en Stereopsis, Kleur en Visie, Ontbering en Ontwikkeling, Heden en Toekomst waren naar mijn mening het meest interessante deel van het boek. Hubel brengt ideeën en concepten bij elkaar door specifieke experimenten uit te werken en afbeeldingen en grafieken aan te bieden. Een ding om op te merken is dat het allerlaatste gedeelte enigszins verouderd is sinds het in 1995 werd gepubliceerd. Over het algemeen hielp de structuur van het boek bij het begrijpen van de complexe concepten.

Specifieke secties en meningen:

"Wegen"
Bij het uitleggen wat een neurale route is, schrijft Hubel: "Een dier is, volgens een mogelijke definitie, een organisme dat reageert op gebeurtenissen van buitenaf en dat de buitenwereld beïnvloedt door zijn acties", en legt uit dat het de inputs en outputs zijn (via neurale paden ) van het centrale zenuwstelsel die ons maken tot wie we zijn. Haal daar één factor uit en we worden een "groente" zoals Hubel stelt. Hij bouwt voort op dit concept door de visuele paden en de verschillende cellen en mechanismen die ermee verbonden zijn uit te leggen. Het visuele pad veel gemakkelijker te begrijpen maken.

"Architectuur van de visuele cortex"
Hubel legt de verschillende delen in de gestreepte cortex uit, zoals de visuele gebieden 1, 2, 3 en 4, evenals de mediale temporale. In deze sectie introduceert hij het concept van oriëntatiekolommen en oculaire dominantiekolommen. Voor deze twee soorten columns vertelt Hubel over experimenten met makaken en katten. Deze kolommen zijn sterk georganiseerde structuren die overeenkomen met verschillende lijnstimuli voor oriëntatiekolommen of met een specifiek oog in het geval van oculaire dominantiekolommen. Ik vond deze twee paragrafen in dit hoofdstuk fascinerend, omdat hij in detail beschrijft hoe deze conclusies tot stand kwamen. Hubel legt uit hoe hij en Wiesel in de jaren zestig een experiment uitvoerden om de geometrie van de oriëntatiekolommen te bepalen. Zoals Hubel het uitlegt "[we gebruikten] een eendimensionale techniek om een ​​driedimensionale vraag te beantwoorden" en beschreef het als "frustrerend". Hubel beschreef dat later andere methoden werden ontdekt om de regelmaat van de kolommen te bepalen. Een daarvan is de injectie van deoxyglucose, waarmee Hubel met deze injectie gedetailleerde foto's van de visuele cortex geeft. Deze sectie was best interessant en Hubel heeft wat komische noot toegevoegd over dit onderwerp

"Het Corpus Callosum en Stereopsis"
De rol van het corpus callosum was lange tijd onbekend. Het was best grappig om te lezen dat iemand suggereerde dat 'de enige functie van het corpus callosum was om de twee hersenhelften bij elkaar te houden'. Hubel gaat verder en legt een overvloed aan experimenten uit die zijn uitgevoerd door incisies te maken in verschillende delen van het optische kanaal. Sommige van deze incisies werden zo gemaakt dat informatie van de ogen een van de hemisfeer in de visuele cortex niet zou bereiken. Ze zouden dan kijken of ze cellen in dit gebied kunnen stimuleren, wat suggereert dat het corpus callosum informatie tussen de twee hemisferen verzendt. Dit gedeelte was vrij gemakkelijk te begrijpen vanwege de informatieve cartoons van het optische traktaat. Het liet precies zien waar de incisie was gemaakt en de informatiestroom. De cartoons kunnen echter misleidend zijn, omdat de pijlen in één richting wijzen. Terwijl in werkelijkheid de informatie heen en weer wordt doorgegeven in het LGN en de visuele cortex, hoewel hij dit misschien voor de eenvoud heeft gedaan.
Hubel schrijft dit hoofdstuk als een verhaal, en daarom is het waarschijnlijk zo gemakkelijk te begrijpen. Om het corpus callosum uit te leggen, vertelt hij over Myers' Cat en hoe Myer het optische chiasme op een bepaald punt doorsneed. Vervolgens leerde hij de kat aan het ene oog om een ​​specifieke vorm te kiezen en aan het andere oog om te testen of de kat die vorm kan vinden. Hubel beschrijft ook hoe Leonardo da Vinci bijna stereopsis ontdekte. "Als Leonardo een kubus had gekozen in plaats van een bol, zou hij zich zeker hebben gerealiseerd dat de twee retinale projecties verschillend zijn en dat de verschillen horizontale verplaatsingen met zich meebrengen."

Wat mij in dit boek opvalt, is hoe Hubel een complex onderwerp in de neurowetenschappen kan nemen en er een interessant verhaal over kan schrijven. Hoewel de eerste paar hoofdstukken een beetje saai leken, waren ze nodig om wat basisinformatie te geven voor de meer interessante onderwerpen.

Al met al was dit boek informatief en interessant. Ik zou dit boek aanraden aan iedereen die geïnteresseerd is in hoe het visuele systeem van begin tot eind werkt. Hubel biedt veel experimenten om te helpen bij de uitleg van onderwerpen en sommige van deze uitleg lezen meer als een verhaal.


Hersenverbindingen betekenen dat sommige mensen geen visuele beelden hebben

Samenvatting:Mensen met hyperfantasia, het vermogen om levendig te visualiseren, hebben sterkere verbindingen tussen hun visuele hersennetwerk en besluitvormingsnetwerken. Daarentegen hebben mensen met afantasia, een onvermogen om te visualiseren, zwakkere verbindingen tussen de hersengebieden.

Bron:Universiteit van Exeter

Nieuw onderzoek heeft aangetoond dat mensen met het vermogen om levendig te visualiseren een sterkere verbinding hebben tussen hun visuele netwerk en de hersengebieden die verband houden met besluitvorming. De studie werpt ook licht op geheugen- en persoonlijkheidsverschillen tussen mensen met sterke visuele beelden en mensen die geen beeld in hun gedachten kunnen houden.

Het onderzoek, van de Universiteit van Exeter, gepubliceerd in Cerebrale cortex communicatie, werpt een nieuw licht op waarom naar schatting een tot drie procent van de bevolking niet in staat is om te visualiseren. Dit fenomeen werd door de professor Adam Zeman van de University of Exeter “afhantasia” genoemd. In 2015 noemde professor Zeman degenen met hoogontwikkelde visuele beeldvaardigheden '8220hyperfantasie'8221.

De studie, gefinancierd door de Arts and Humanities Research Council, is de eerste systematische neuropsychologische en hersenbeeldvormingsstudie van mensen met afantasia en hypefantasia. Het team voerde fMRI-scans uit bij 24 mensen met afasie, 25 met hyperfantasie en een controlegroep van 20 mensen met een gemiddelde levendigheid van de beelden. Ze combineerden de beeldgegevens met gedetailleerde cognitieve en persoonlijkheidstesten.

Uit de scans bleek dat mensen met hyperfantasia een sterkere verbinding hebben tussen het visuele netwerk dat verwerkt wat we zien en dat actief wordt tijdens visuele beelden, en de prefrontale cortex, betrokken bij besluitvorming en aandacht. Deze sterkere verbindingen waren zichtbaar in scans die tijdens rust werden uitgevoerd, terwijl deelnemers aan het ontspannen waren en mogelijk aan het dwalen waren.

Uit de scans bleek dat mensen met hyperfantasia een sterkere verbinding hebben tussen het visuele netwerk dat verwerkt wat we zien en dat actief wordt tijdens visuele beelden, en de prefrontale cortex, betrokken bij besluitvorming en aandacht. Afbeelding is in het publieke domein

Ondanks gelijkwaardige scores op standaard geheugentests, ontdekten professor Zeman en het team dat mensen met hyperfantasie rijkere beschrijvingen van ingebeelde scenario's produceren dan controles, die op hun beurt beter presteerden dan afantasie. Dit gold ook voor het autobiografisch geheugen, of het vermogen om gebeurtenissen te herinneren die in het leven van de persoon hebben plaatsgevonden. Aphantasics hadden ook een lager vermogen om gezichten te herkennen.

Persoonlijkheidstests lieten zien dat afantasie meer introvert was en hyperfantasie meer open.

Professor Zeman zei: 'Ons onderzoek geeft voor het eerst aan dat een zwakkere verbinding tussen de delen van de hersenen die verantwoordelijk zijn voor het gezichtsvermogen en de frontale regio's die betrokken zijn bij besluitvorming en aandacht, leidt tot afantasia. Dit moet echter niet als een nadeel worden beschouwd, het is een andere manier om de wereld te ervaren. Veel afantasieën zijn buitengewoon goed presterend, en we willen nu graag onderzoeken of de persoonlijkheids- en geheugenverschillen die we hebben waargenomen, wijzen op contrasterende manieren om informatie te verwerken, gekoppeld aan het vermogen tot visuele beelden.


Hersenafdelingen

De voorhersenen is de afdeling van de hersenen die verantwoordelijk is voor een verscheidenheid aan functies, waaronder het ontvangen en verwerken van sensorische informatie, denken, waarnemen, produceren en begrijpen van taal en het regelen van motorische functies. Er zijn twee hoofdafdelingen van de voorhersenen: het diencephalon en het telencephalon. Het diencephalon bevat structuren zoals de thalamus en hypothalamus die verantwoordelijk zijn voor functies als motorische controle, het doorgeven van sensorische informatie en het regelen van autonome functies. Het telencephalon bevat het grootste deel van de hersenen, de grote hersenen. Het grootste deel van de feitelijke informatieverwerking in de hersenen vindt plaats in de hersenschors.

De middenhersenen en de achterhersenen vormen samen de hersenstam. De middenhersenen of mesencephalon, is het deel van de hersenstam dat de achterhersenen en de voorhersenen verbindt. Dit deel van de hersenen is betrokken bij auditieve en visuele reacties en bij motorische functies.

De achterhersenen strekt zich uit van het ruggenmerg en is samengesteld uit het metencephalon en myelencephalon. Het metencephalon bevat structuren zoals de pons en het cerebellum. Deze regio's helpen bij het handhaven van evenwicht en evenwicht, bewegingscoördinatie en de geleiding van sensorische informatie. Het myelencephalon is samengesteld uit de medulla oblongata die verantwoordelijk is voor het regelen van autonome functies zoals ademhaling, hartslag en spijsvertering.


Bekijk de video: The gift and power of emotional courage. Susan David (December 2021).