Магноцеллюлярная клетка - Magnocellular cell

Магноцеллюлярная клетка
Подробности
СистемаВизуальная система
Место расположенияБоковое коленчатое ядро из таламус
Идентификаторы
НейроЛекс Я БЫnifext_42
Анатомические термины нейроанатомии

Магноцеллюлярные клетки, также называемый М-клетки, находятся нейроны расположен в магноклеточном слое Adina латеральное коленчатое ядро из таламус. Клетки являются частью зрительная система. Их называют «крупноклеточными», поскольку они характеризуются относительно большими размерами по сравнению с парвоцеллюлярные клетки.

Структура

Принципиальная схема приматов ЛГН.

Полная информация о потоке сигналов от глаза к зрительной коре головного мозга, что приводит к ощущению зрение не до конца поняты. Многие аспекты являются предметом активных споров и срыва новых доказательств.[1][2]

в зрительная система, сигналы в основном поступают из сетчатка к латеральное коленчатое ядро (LGN), а затем в зрительная кора. У людей LGN обычно описывается как имеющий шесть отличительных слоев. Два внутренних слоя (1 и 2) представляют собой слои магноклеточных клеток (М-клетки), а четыре внешних слоя (3,4,5 и 6) являются слоями. парвоцеллюлярная клетка (P-ячейка) слои. Дополнительный набор нейронов, известный как кониоцеллюлярная клетка Слои (K-клетки) находятся вентрально по отношению к каждому из слоев M-клеток и P-клеток.[2][3]:227ff[4] Эти слои были названы так, потому что клетки в M слоях LGN больше, чем клетки в P слоях.[3]:228[5]

M ячеек в LGN получают вход от ганглиозные клетки зонтика (которые некоторые нейробиологи называют М-клетками),[3]:226 и P-ячейки получают вход от сверхмалые ганглиозные клетки сетчатки (которые некоторые нейробиологи называют P-клетками).[3]:226[6][7]

Визуальное представление парвоцеллюлярного и магноцеллюлярного путей

Из LGN путь M продолжается, отправляя информацию в слиток области слоя 4Cα V1 область зрительной коры, также называемая «полосатой корой».[6] Другие клетки полосатого тела больше подвержены влиянию передачи сигналов от Р-клеток, а третьи - от К-клеток. По мере того, как сигналы передаются в другие области коры головного мозга, они становятся менее отдельными, более интегрированными и в большей степени подвержены влиянию сигналов из других частей мозга. Хотя классически считается, что передача сигналов через М-путь в конечном итоге выходит из зрительной коры через спинной поток и передача сигналов через P-путь в конечном итоге попадает в брюшной поток, последующие исследования показали, что оба пути влияют на оба потока.[3]:236

Путь зрения человека

Функция

Магноцеллюлярный путь не может предоставить подробную или цветную информацию, но все же предоставляет полезную статическую информацию, глубину и информацию о движении.[8][9] Путь M имеет высокую контрастность света / темноты,[10] и более чувствителен при низких пространственные частоты чем высокие пространственные частоты. Из-за этой контрастной информации М-клетки необходимы для обнаружения изменений в яркость, и выполнение визуальный поиск задачи и обнаружение краев.[11]

Путь M также важен для предоставления информации о местонахождении объектов. M клетки могут определять ориентацию и положение объектов в пространстве,[12] информация, которая отправляется через спинной поток.[13] Эта информация также полезна для определения разницы в положениях объектов на сетчатке каждого глаза, что является важным инструментом бинокулярного восприятия глубины.[14]

Клетки в M-пути обладают способностью обнаруживать высокие временные частоты и, таким образом, могут обнаруживать быстрые изменения положения объекта.[7] Это основа для обнаружения движения.[10][15] Информация, отправленная в Интрапариетальная борозда (IPS) задней теменной коры позволяет М-пути направлять внимание и направлять саккадические движения глаз следить за важными движущимися объектами в поле зрения.[8][16][17] Помимо слежения за объектами глазами, IPS отправляет информацию частям объекта. лобная доля который позволяет рукам и рукам регулировать свои движения для правильного захвата объектов в зависимости от их размера, положения и расположения.[13] Эта способность привела к тому, что некоторые нейробиологи выдвинули гипотезу о том, что цель M-пути - не обнаруживать пространственные местоположения, а направлять действия, связанные с положением и движением объектов.[18]

Также была найдена некоторая информация, подтверждающая гипотезу о том, что М-путь необходим для обработка лица.[19]

Клиническое значение

Аномальные магноцеллюлярные пути и магноцеллюлярные клетки могут быть связаны с различными расстройствами и нарушениями зрения, включая дислексию, прозопагнозию и шизофрению.[8][15][19]

Дислексия

Дислексия инвалидность, которая влияет на способность человека читать. Часто сначала проявляется в детстве, если вообще проявляется; однако дислексия может проявляться во взрослом возрасте из-за опухоли головного мозга или поражения / проникновения М-клеток.[15] Нет четкого представления о роли М-клеток и магноцеллюлярного пути при дислексии.

Одна теория предполагает, что нелинейность, размер и компенсация миниатюрных движений глаз М-клеток - все это помогает сосредоточиться на одной цели и размыть окружение, что имеет решающее значение при чтении. Это говорит о том, что М-клетки недоразвиты у многих дислексиков. Это может быть связано с генетикой, аутоиммунитетом или питанием. В KIAA0319 ген на шестой хромосоме. контроль миграция клеток в LGN во время разработки; и учеба в трансгенные мыши а в мозге людей с дислексией, исследованных после их смерти, обнаруживаются пороки развития LGN и клетки, экспрессирующие KIAA0319, растущие в неправильном месте.[8] М-клетки уязвимы для антинейрональных антител, которые атакуют и делают их непригодными для использования в магноцеллюлярном пути. Это может быть причиной того, что у дислектиков более вероятно ослабление иммунной системы.[8]

Другое направление исследований предполагает, что нарушение движения глаз, вызванное М-клетками, является причиной дислексии. Поскольку магноцеллюлярная система чувствительна к движению изображения, а дислексия, как полагают, вызвана аномалиями в М-клетках, дислексики, как правило, дольше сосредотачиваются на словах, делают более короткие просмотры при чтении и чаще останавливаются на строке. Исследование постулирует, что это вызвано не дислексией, а, скорее, плохим пониманием текста, вызывающим аномальные движения глаз в М-клетках. Таким образом, из этого исследования трудно сделать вывод о важности М-клеток при дислексии.[15]

Шизофрения

Шизофрения это психическое расстройство, при котором люди не могут различать, что реально, а что нет. Считается, что магноцеллюлярный путь может помочь в распознавании лиц и различении у детей, но когда этот путь не разработан полностью или правильно, обработка лица становится более сложной для людей в более позднем возрасте. Это наблюдается у людей с шизофренией и возникает, когда возникают проблемы с интеграцией информации из путей М-клеток и Р-клеток, из-за чего людям с шизофренией трудно отличить реальность от галлюцинаций.[19]

Рекомендации

  1. ^ Freud, E; Плаут, округ Колумбия; Берманн, М. (октябрь 2016 г.). "'Что происходит на дорсальном пути зрения ». Тенденции в когнитивных науках. 20 (10): 773–84. Дои:10.1016 / j.tics.2016.08.003. PMID  27615805.
  2. ^ а б Уоллес, диджей; Фитцпатрик, Д.; Керр, Дж. Н. (25 января 2016 г.). «Примат Таламус: больше, чем кажется на первый взгляд». Текущая биология. 26 (2): R60–1. Дои:10.1016 / j.cub.2015.11.025. PMID  26811887.
  3. ^ а б c d е Бродал, Пер (2010). Центральная нервная система: строение и функции (4-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-538115-3.
  4. ^ Карлсон, Нил Р. (2007). Физиология поведения (9-е изд.). Бостон: Пирсон / Аллин и Бэкон. ISBN  978-0205467242.
  5. ^ NB: «Парвус означает« маленький »на латыни, пер. Латинский словарь а «магнус» означает большой, за Латинский словарь
  6. ^ а б Callaway EM (июль 2005 г.). «Структура и функция параллельных проводящих путей в ранней зрительной системе приматов». Журнал физиологии. 566 (Пт 1): 13–9. Дои:10.1113 / jphysiol.2005.088047. ЧВК  1464718. PMID  15905213.
  7. ^ а б Наси Дж. Дж., Каллавей Е. М. (май 2009 г.). «Стратегии параллельной обработки зрительной системы приматов». Обзоры природы. Неврология. 10 (5): 360–72. Дои:10.1038 / nrn2619. ЧВК  2771435. PMID  19352403.
  8. ^ а б c d е Штейн Дж (1 января 2014 г.). «Дислексия: роль зрения и визуального внимания». Текущие отчеты о нарушениях развития. 1 (4): 267–280. Дои:10.1007 / s40474-014-0030-6. ЧВК  4203994. PMID  25346883.
  9. ^ Джеффрис, AM; Киллиан, штат Нью-Джерси; Пезарис, Дж.С. (февраль 2014 г.). "Картирование ядра латерального коленчатого тела приматов: обзор экспериментов и методов". Журнал физиологии, Париж. 108 (1): 3–10. Дои:10.1016 / j.jphysparis.2013.10.001. ЧВК  5446894. PMID  24270042.
  10. ^ а б Покорный Ж (июль 2011). «Обзор: устойчивые и пульсирующие пьедесталы, как и почему происходит разделение пострецепторальных путей». Журнал видения. 11 (5): 7. Дои:10.1167/11.5.7. PMID  21737512.
  11. ^ Cheng A, Eysel UT, Vidyasagar TR (октябрь 2004 г.). «Роль магноклеточного пути в последовательном развертывании зрительного внимания». Европейский журнал нейробиологии. 20 (8): 2188–92. Дои:10.1111 / j.1460-9568.2004.03675.x. PMID  15450098.
  12. ^ Скоттун BC, Скойлс-младший (январь 2011 г.). «Об идентификации магноцеллюлярных и парвоцеллюлярных ответов на основе функций контраст-ответ». Бюллетень по шизофрении. 37 (1): 23–6. Дои:10.1093 / schbul / sbq114. ЧВК  3004196. PMID  20929967.
  13. ^ а б Хебарт М.Н., Хессельманн Г. (июнь 2012 г.). «Какая визуальная информация обрабатывается в спинном потоке человека?». Журнал неврологии. 32 (24): 8107–9. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.1462-12.2012. ЧВК  6703654. PMID  22699890.
  14. ^ Поджио Г.Ф., Поджио Т. (1984). «Анализ стереопсиса». Ежегодный обзор нейробиологии. 7: 379–412. Дои:10.1146 / annurev.ne.07.030184.002115. PMID  6370081.
  15. ^ а б c d Видьясагар TR (январь 2004 г.). «Нейронные основы дислексии как расстройства зрительно-пространственного внимания». Клиническая и экспериментальная оптометрия. 87 (1): 4–10. Дои:10.1111 / j.1444-0938.2004.tb03138.x. PMID  14720113.
  16. ^ Джаякумар Дж., Дреер Б., Видьясагар Т.Р. (май 2013 г.). «Отслеживание сигналов синего конуса в мозгу приматов» (PDF). Клиническая и экспериментальная оптометрия. 96 (3): 259–66. Дои:10.1111 / j.1444-0938.2012.00819.x. HDL:11343/39658. PMID  23186138.
  17. ^ Берр, округ Колумбия, Моррон М.С., Росс Дж. (Октябрь 1994 г.). «Избирательное подавление магноклеточного зрительного пути во время саккадических движений глаз». Природа. 371 (6497): 511–3. Дои:10.1038 / 371511a0. PMID  7935763.
  18. ^ Гудейл М.А., Вествуд Д.А. (2004). «Развивающийся взгляд на дуплексное зрение: отдельные, но взаимодействующие корковые пути для восприятия и действия». Текущее мнение в нейробиологии. 14 (2): 203–11. Дои:10.1016 / j.conb.2004.03.002. PMID  15082326.
  19. ^ а б c Бортолон С., Капдевель Д., Раффард С. (июнь 2015 г.). «Распознавание лиц при шизофрении: всесторонний обзор поведенческих, нейровизуализационных и нейрофизиологических исследований». Неврология и биоповеденческие обзоры. 53: 79–107. Дои:10.1016 / j.neubiorev.2015.03.006. PMID  25800172.

внешняя ссылка