Magnocelulární buňka - Magnocellular cell

Nesmí být zaměňována s Magnocelulární neurosekreční buňka.
Tento článek je o magnocelulárních buňkách. Pro další použití viz Magnocelulární.
Magnocelulární buňka
Detaily
SystémVizuální systém
UmístěníLaterální geniculární jádro z thalamus
Identifikátory
NeuroLex IDnifext_42
Anatomické pojmy neuroanatomie

Magnocelulární buňky, také zvaný M-buňky, jsou neurony nachází se v magnocelulární vrstvě Adiny v boční geniculate jádro z thalamus. Buňky jsou součástí vizuální systém. Jsou označovány jako „magnocelulární“, protože se ve srovnání s nimi vyznačují relativně velkou velikostí parvocelulární buňky.

Struktura

Schematické znázornění primátu LGN.

Úplné podrobnosti toku signalizace z oka do zrakové kůry mozku, které vedou k zážitku vidění jsou neúplně pochopeny. Mnoho aspektů je předmětem aktivních kontroverzí a narušení nových důkazů.[1][2]

V vizuální systém, signály většinou cestují z sítnice do boční geniculate jádro (LGN) a poté do vizuální kůra. U lidí je LGN obvykle popsán jako mající šest charakteristických vrstev. Vnitřní dvě vrstvy (1 a 2) jsou vrstvy magnocelulárních buněk (M buněk), zatímco vnější čtyři vrstvy (3,4,5 a 6) jsou parvocelulární buňka (P buňka) vrstvy. Další sada neuronů, známá jako koniocelulární buňka (K buňka) vrstvy, se nacházejí ventrálně ke každé z M buněk a P buněk vrstvy.[2][3]:227ff[4] Tyto vrstvy byly pojmenovány tímto způsobem, protože buňky ve vrstvách M LGN jsou větší než buňky ve vrstvách P.[3]:228[5]

M buňky v LGN přijímají vstup z gangliové buňky slunečníku (kterou někteří neurologové nazývají M buňky),[3]:226 a P buňky přijímají vstup z trpasličí gangliové buňky sítnice (kterou někteří neurologové nazývají P buňky).[3]:226[6][7]

Vizuální znázornění parvocelulárních a magnocelulárních drah

Od LGN pokračuje cesta M zasíláním informací do interblob oblasti 4Cα vrstvy V1 oblast zrakové kůry, nazývaná také „striate cortex“.[6] Ostatní buňky ve striate jsou více ovlivněny signalizací z P buněk a ještě další z K buněk. Jak jsou signály předávány do jiných oblastí kůry, signály začínají být méně oddělené, integrovanější a více ovlivňované signály z jiných částí mozku. Zatímco klasicky se říká, že signalizace cestou M nakonec proudí z vizuální kůry skrz hřbetní proud a signalizace cestou P nakonec proudí k ventrální proud, následné studie ukázaly, že obě cesty ovlivňují oba proudy.[3]:236

Lidská vizuální cesta

Funkce

Magnocelulární dráha nemůže poskytovat jemně podrobné nebo barevné informace, ale přesto poskytuje užitečné statické, hloubkové a pohybové informace.[8][9] Dráha M má detekci vysokého kontrastu světlo / tma,[10] a je citlivější na nízké úrovni prostorové frekvence než vysoké prostorové frekvence. Kvůli této kontrastní informaci jsou M buňky nezbytné pro detekci změn v jas a vystupování vizuální vyhledávání úkoly a detekce hran.[11]

Cesta M je také důležitá pro poskytování informací o umístění objektů. M buňky mohou detekovat orientaci a polohu objektů v prostoru,[12] informace, které se odesílají přes hřbetní proud.[13] Tyto informace jsou také užitečné pro detekci rozdílu v polohách objektů na sítnici každého oka, což je důležitý nástroj vnímání hloubky binokulárního pozorování.[14]

Buňky v dráze M mají schopnost detekovat vysoké časové frekvence a mohou tak detekovat rychlé změny polohy objektu.[7] To je základ pro detekci pohybu.[10][15] Informace zaslané Intraparietální sulcus (IPS) zadní parietální kůry umožňuje, aby cesta M směřovala pozornost a vedení sakadické pohyby očí sledovat důležité pohybující se objekty ve zorném poli.[8][16][17] Kromě sledování objektů očima IPS odesílá informace částem čelní lalok který umožňuje rukám a pažím upravit jejich pohyby tak, aby správně uchopily objekty na základě jejich velikosti, polohy a umístění.[13] Tato schopnost vedla některé neurovědy k hypotéze, že účelem dráhy M není detekovat prostorová umístění, ale vést akce související s polohou a pohybem objektů.[18]

Bylo také zjištěno, že některé informace podporují hypotézu, pro kterou je M dráha nezbytná zpracování obličeje.[19]

Klinický význam

Abnormální magnocelulární cesty a magnocelulární buňky mohou být spojeny s různými poruchami a poruchami očí, včetně dyslexie, prosopagnosie a schizofrenie.[8][15][19]

Dyslexie

Dyslexie je postižení, které ovlivňuje schopnost jednotlivce číst. Často se nejprve projeví v dětství, pokud vůbec; dyslexie se však může projevit v dospělosti z důvodu mozkového nádoru nebo léze na / pronikajících M buňkách.[15] Neexistuje jasná představa o úloze M buněk a magnocelulární dráhy v dyslexii.

Jedna teorie naznačuje, že nelinearita, velikost a kompenzace miniaturních pohybů očí M buněk pomáhají soustředit se na jediný cíl a rozostřit okolí, což je při čtení zásadní. To naznačuje, že M buňky jsou u mnoha dyslektiků málo rozvinuté. Může to být způsobeno genetikou, autoimunitou nebo výživou. The KIAA0319 gen na šestém chromozomu. řízení migrace buněk LGN během vývoje; a studium v transgenní myši a na mozcích lidí s dyslexií vyšetřovaných po jejich smrti, vykazují malformace v LGN a buňkách exprimujících KIAA0319 rostoucích na špatném místě.[8] M buňky jsou citlivé na antineuronální protilátky, které napadají a činí je nepoužitelnými v magnocelulární cestě. To by mohlo být příčinou, proč dyslektici pravděpodobněji oslabují imunitní systém.[8]

Další řada výzkumů naznačuje, že vadný pohyb očí způsobený M buňkami je příčinou dyslexie. Vzhledem k tomu, že magnocelulární systém je citlivý na pohyb obrazu a předpokládá se, že dyslexie je způsobena abnormalitami v M buňkách, mají dyslektici tendenci soustředit se na slova déle, při čtení provádějí kratší skeny a zastavují se častěji na řádek. Studie předpokládá, že to není způsobeno dyslexií, ale spíše nízkým porozuměním textu, které způsobuje abnormální pohyby očí v M buňkách. Z této studie je proto obtížné vyvodit význam M buněk při dyslexii.[15]

Schizofrenie

Schizofrenie je duševní porucha, při které lidé nejsou schopni rozlišit, co je skutečné a co ne. Předpokládá se, že magnocelulární dráha může pomoci s rozpoznáváním a diskriminací obličeje u dětí, ale pokud tato dráha není vyvinuta úplně nebo správně, zpracování obličeje je pro jednotlivce v pozdějším životě obtížnější. To je vidět u lidí se schizofrenií a nastává, když existují problémy s integrací informací z dráhy M buněk a P buněk, což jednotlivcům se schizofrenií ztěžuje rozlišení mezi realitou a halucinacemi.[19]

Reference

  1. ^ Freud, E; Plaut, DC; Behrmann, M (říjen 2016). "'Co se děje na hřbetní vizuální cestě ". Trendy v kognitivních vědách. 20 (10): 773–84. doi:10.1016 / j.tics.2016.08.003. PMID  27615805.
  2. ^ A b Wallace, DJ; Fitzpatrick, D; Kerr, JN (25. ledna 2016). „Primas Thalamus: Více než jen oko“. Aktuální biologie. 26 (2): R60–1. doi:10.1016 / j.cub.2015.11.025. PMID  26811887.
  3. ^ A b C d E Brodal, Per (2010). Centrální nervový systém: struktura a funkce (4. vydání). New York: Oxford University Press. ISBN  978-0-19-538115-3.
  4. ^ Carlson, Neil R. (2007). Fyziologie chování (9. vydání). Boston: Pearson / Allyn & Bacon. ISBN  978-0205467242.
  5. ^ Pozn .: „Parvus znamená v latině„ malý “, per Latinský slovník a „magnus“ znamená velký, za Latinský slovník
  6. ^ A b Callaway EM (červenec 2005). "Struktura a funkce paralelních drah v časném vizuálním systému primátů". The Journal of Physiology. 566 (Pt 1): 13–9. doi:10.1113 / jphysiol.2005.088047. PMC  1464718. PMID  15905213.
  7. ^ A b Nassi JJ, Callaway EM (květen 2009). „Strategie paralelního zpracování vizuálního systému primátů“. Recenze přírody. Neurovědy. 10 (5): 360–72. doi:10.1038 / nrn2619. PMC  2771435. PMID  19352403.
  8. ^ A b C d E Stein J (01.01.2014). „Dyslexie: role vidění a vizuální pozornosti“. Aktuální zprávy o vývojových poruchách. 1 (4): 267–280. doi:10.1007 / s40474-014-0030-6. PMC  4203994. PMID  25346883.
  9. ^ Jeffries, AM; Killian, NJ; Pezaris, JS (únor 2014). „Mapování laterálního geniculárního jádra primátů: přehled experimentů a metod“. Journal of Physiology, Paříž. 108 (1): 3–10. doi:10.1016 / j.jphysparis.2013.10.001. PMC  5446894. PMID  24270042.
  10. ^ A b Pokorny J (červenec 2011). „Recenze: stabilní a pulzní podstavce, jak a proč k oddělení postreceptorové dráhy“. Journal of Vision. 11 (5): 7. doi:10.1167/11.5.7. PMID  21737512.
  11. ^ Cheng A, Eysel UT, Vidyasagar TR (říjen 2004). "Role magnocelulární dráhy v sériovém nasazení vizuální pozornosti". Evropský žurnál neurovědy. 20 (8): 2188–92. doi:10.1111 / j.1460-9568.2004.03675.x. PMID  15450098.
  12. ^ Skottun BC, Skoyles JR (leden 2011). „O identifikaci magnocelulárních a parvocelulárních odpovědí na základě funkcí kontrastní odpovědi“. Bulletin schizofrenie. 37 (1): 23–6. doi:10.1093 / schbul / sbq114. PMC  3004196. PMID  20929967.
  13. ^ A b Hebart MN, Hesselmann G (červen 2012). „Jaké vizuální informace se zpracovávají v lidském hřbetním proudu?“. The Journal of Neuroscience. 32 (24): 8107–9. doi:10.1523 / JNEUROSCI.1462-12.2012. PMC  6703654. PMID  22699890.
  14. ^ Poggio GF, Poggio T (1984). „Analýza stereopse“. Roční přehled neurovědy. 7: 379–412. doi:10.1146 / annurev.ne.07.030184.002115. PMID  6370081.
  15. ^ A b C d Vidyasagar TR (leden 2004). „Nervové základy dyslexie jako poruchy visuoprostorové pozornosti“. Klinická a experimentální optometrie. 87 (1): 4–10. doi:10.1111 / j.1444-0938.2004.tb03138.x. PMID  14720113.
  16. ^ Jayakumar J, Dreher B, Vidyasagar TR (květen 2013). „Sledování signálů modrého kužele v mozku primátů“ (PDF). Klinická a experimentální optometrie. 96 (3): 259–66. doi:10.1111 / j.1444-0938.2012.00819.x. hdl:11343/39658. PMID  23186138.
  17. ^ Burr DC, Morrone MC, Ross J (říjen 1994). "Selektivní potlačení magnocelulární vizuální dráhy během sakadických pohybů očí". Příroda. 371 (6497): 511–3. doi:10.1038 / 371511a0. PMID  7935763.
  18. ^ Goodale MA, Westwood DA (2004). "Vyvíjející se pohled na duplexní vidění: oddělené, ale vzájemně se ovlivňující kortikální dráhy pro vnímání a akci". Aktuální názor v neurobiologii. 14 (2): 203–11. doi:10.1016 / j.conb.2004.03.002. PMID  15082326.
  19. ^ A b C Bortolon C, Capdevielle D, Raffard S (červen 2015). „Rozpoznávání tváře u schizofrenické poruchy: Komplexní přehled behaviorálních, neurozobrazovacích a neurofyziologických studií“. Neurovědy a biobehaviorální recenze. 53: 79–107. doi:10.1016 / j.neubiorev.2015.03.006. PMID  25800172.

externí odkazy