Optický chiasm - Optic chiasm

Další významy „chiasmu“ viz Chiasm.
Tento článek je o optickém traktu. Obecné definice viz Chiasm (anatomie).
Optický chiasm
1543, Visalius'OpticChiasma.jpg
Mozek při pohledu zdola; přední část mozku je nahoře. Vizuální cesta s optickým chiasmatem (tvar X) je zobrazena červeně (obrázek z Andreas Vesalius ' Fabrica, 1543).
Gray773.png
Optické nervy, chiasma a optické trakty
Detaily
SystémVizuální systém
FunkcePřenášet vizuální informace z optické nervy do týlních laloků mozku
Identifikátory
latinskýchiasma opticum
PletivoD009897
NeuroNames459
NeuroLex IDbirnlex_1416
TA98A14.1.08.403
TA25668
FMA62045
Anatomické pojmy neuroanatomie

The optický chiasmnebo optické chiasma (/ɒstrtɪkkaɪ…z.m/; řecký: χίασμα, „přechod“, z řečtiny χιάζω„„ označit X “za řecké písmeno„Chi "), je součástí mozek Kde optické nervy přejít. Nachází se okamžitě ve spodní části mozku nižší do hypotalamus.[1] Optický chiasm se vyskytuje ve všech obratlovců, i když v cyklostomy (lampreys a hagfishes ), je umístěn v mozku.[2][3]

Tento článek pojednává o optickém chiasmu obratlovců, který je nejznámějším nervovým chiasmatem, ale ne každý chiasm označuje křížení středové čáry těla (např. U některých bezobratlých viz Chiasm (anatomie) ). Střední křížení nervů uvnitř mozku se nazývá a rozhodnutí (vidět Definice typů přechodů ).

Struktura

Obrázek 2 Transformace zorného pole směrem k vizuální mapě na primární zrakové kůře u obratlovců. U = nahoru; D = dolů; L = vlevo; R = vpravo; F = fovea

Různé typy optického chiasmu viz

Hlavní článek: Chiasm (anatomie) § Struktura

U všech obratlovců se optické nervy levého a pravého oka setkávají ve střední linii těla, ventrálně k mozku. U mnoha obratlovců levý optický nerv prochází přes pravý, aniž by se s ním spojil.[4]

U obratlovců s velkým překrytím zorných polí obou očí, tj. Většiny savců a ptáků, ale také obojživelníci, plazí jako chameleoni, dva optické nervy splývají v optickém chiasmu. Při takovém spojeném optickém chiasmu část nervových vláken nepřekračuje středovou čáru, ale pokračuje směrem k optický trakt ipsilaterální strany. Tímto částečným rozhodnutím se část zorné pole které je zakryto oběma očima je fúzováno tak, že zpracování binokulárního dalekohledu vnímání hloubky podle Stereopsis je povoleno (viz obrázek 2).

V případě takové částečné dekussace se optická nervová vlákna nacházejí na mediálních stranách každého z nich sítnice (které odpovídají boční straně každého zorného pole, protože je obraz obrácen) přecházejí na opačnou stranu středové čáry těla. Inferonasální sítnice souvisí s přední částí optického chiasmu, zatímco superonazální retinální vlákna jsou spojena se zadní částí optického chiasmu.

Částečné křížení vláken optického nervu na optickém chiasmu umožňuje vizuální kůře přijímat stejnou hemisféru zorné pole z obou očí. Překrývání a zpracování těchto monokulárních vizuálních signálů umožňuje generování vizuální kůry binokulární a stereoskopický vidění. Čistým výsledkem je, že pravá mozková hemisféra zpracovává levé zorné pole a levá mozková hemisféra zpracovává pravý zorné pole.

Kromě optického chiasmu se zkříženými a nezkříženými vlákny se nazývají optické nervy optické trakty. Optický trakt se zavádí na optické tektum (v savci známý jako superior colliculus ) z střední mozek. U savců také odbočují na boční geniculate tělo z thalamus, podle pořadí, dávat je do týlní kůry mozek.[5]

Vývoj u savců

V době rozvoj, křížení optických nervů je vedeno primárně podněty jako netrin, štěrbina, semaforin a ephrin; a tím morfogeny jako zvukový ježek (Psst) a Wnt.[6] Tato navigace je zprostředkována neuronem růstový kužel, struktura, která reaguje na narážky pomocí ligand -receptor signalizační systémy, které aktivují následné cesty vyvolávající změny v cytoskelet. [7] Gangliová buňka sítnice (RGC) axony opouštějící oko optickým nervem jsou blokovány v opuštění vývojové dráhy Slit2 a Sema5A inhibice, vyjádřená na hranici dráhy optického nervu. Ssh vyjádřeno na centrální nervový systém střední čára inhibuje křížení před chiasmatem, kde je downregulovaná.[8][9] Organizace RGC axonů se mění od retinotopický když se přibližují k místu chiasmatu, na rovnou orientaci.[10]

Většina RGC axony překročit středovou čáru na břišní diencephalon a pokračujte k kontralaterální superior colliculus. Počet axonů, které nepřekračují středovou čáru a nevyčnívají ipsilaterálně závisí na stupni binokulárního vidění zvířete (3% u myší a 45% u lidí se nepřekračují).[8] Ephrin-B2 je vyjádřeno na středové čáře chiasmu znakem radiální glia a působí jako odpudivý signál pro axony pocházející z ventrotemporální vyjadřující sítnici Protein receptoru EphB1, což vede k ipsilaterální nebo nekřížené projekci. [8] RGC axony, které se kříží s optickým chiasmatem, jsou vedeny cévně endoteliální růstový faktor, VEGF-A, vyjádřený ve středové linii, která signalizuje přes receptor Neuropilin-1 (NRP1) vyjádřený na RGC axonech. [11] Přechod chiasmu také propaguje Nr-CAM (Související s Ng-CAM molekula buněčné adheze ) a Semaforin 6D (Sema6D) vyjádřený ve středové čáře, který tvoří komplex, který signalizuje Nr-CAM /Plexin -A1 receptory na křížení RGC axonů. [12]

Ostatní zvířata

Savci

Hlavní článek: Kontralaterální mozek § teorie

Protože všichni obratlovci, dokonce i nejčasnější fosílie[13] a moderní bez čelistí,[5] mají optické chiasma, není známo, jak se vyvinulo.[14] Byla navržena řada teorií pro funkci optického chiasmu u obratlovců (viz teorie ). Podle hypotéza axiálního zkroucení optický chiasm se vyvíjí v důsledku zkroucení v časném embryu.[15]

v Siamské kočky s jistotou genotypy z albín gen je přerušeno vedení a dochází k většímu počtu křížení nervů, než je obvyklé.[16] Vzhledem k tomu, siamské kočky, jako albín tygři, mají také tendenci překřížit oči (strabismus ), bylo navrženo, aby toto chování mohlo kompenzovat neobvyklou míru odsuzování.[17][18]

Hlavonožci a hmyz

Hlavní článek: chiasm (anatomie)

U hlavonožců a hmyzu optické dráhy nepřekračují středovou čáru těla, takže každá strana mozku zpracovává ipsilaterální oko.

Dějiny

Křížení nervových vláken a dopad na vidění, který to mělo, pravděpodobně poprvé identifikoval perský lékař „Esmail Jorjani“, který se zdá být Zayn al-Din Gorgani (1042–1137).[19]

Další obrázky

  • Schéma znázorňující centrální spojení optické nervy a optické trakty.

  • Mozek při pohledu zdola, s optickým chiasmatem uprostřed žlutě.

  • Transformace zorného pole směrem k vizuální mapě na primární vizuální kůře.

  • Mozek a mozkový kmen při pohledu zdola

  • Levá hemisféra mozku je vidět v kadaverózním vzorku ze strany, s optickým chiasmatem.

  • Mozek, pohled zezadu, hluboká pitva.

  • Vedení křížení a nepřekřížení axonů během vývoje.


Viz také

Reference

  1. ^ Colman, Andrew M. (2006). Oxfordský slovník psychologie (2. vyd.). Oxford University Press. p. 530. ISBN  978-0-19-861035-9.
  2. ^ Bainbridge, David (30. června 2009). Beyond the Zonules of Zinn: Fantastic Journey Through Your Brain. Harvard University Press. p. 162. ISBN  978-0-674-02042-9. Citováno 22. listopadu 2015.
  3. ^ de Lussanet, Marc HE; Osse, Jan W.M. (2012). „Axiální zkroucení předků vysvětluje kontralaterální přední mozek a optické chiasma u obratlovců“. Biologie zvířat. 62 (2): 193–216. arXiv:1003.1872. doi:10.1163 / 157075611X617102. ISSN  1570-7555.
  4. ^ Stephen, Polyak (1957). Vizuální systém obratlovců. Chicago: Chicago Univ. Lis.
  5. ^ A b Nieuwenhuys, R .; Donkelaar, H.J .; Nicholson, C .; Smeets, W.J.A.J .; Wicht, H. (1998). Centrální nervový systém obratlovců. New York: Springer. ISBN  9783642621277.
  6. ^ Erskine, L .; Herrera, E. (2007). „Cesta axonu gangliových buněk sítnice: Pohledy na molekulární mechanismy vedení axonů“. Vývojová biologie. 308 (1): 1–14. doi:10.1016 / j.ydbio.2007.05.013. PMID  17560562.
  7. ^ Gordon-Weeks, PR (2005). Neuronální růstové kužele. Cambridge University Press. ISBN  9780511529719.
  8. ^ A b C Herrera, E; Erskine, L; Morenilla-Palao, C (2019). "Vedení retinálních axonů u savců". Semináře z buněčné a vývojové biologie. 85: 48–59. doi:10.1016 / j.semcdb.2017.11.027. PMID  29174916.
  9. ^ Rasband, Kendall; Hardy, Melissa; Chien, Chi-Bin (2003). „Generování X, tvorba optického chiasmu“. Neuron. 39 (6): 885–888. doi:10.1016 / S0896-6273 (03) 00563-4. PMID  12971890.
  10. ^ Guillery, RW; Mason, CA; Taylor, JS (1995). „Vývojové determinanty u savčího optického chiasmu“. The Journal of Neuroscience. 15 (7): 4727–4737. doi:10.1523 / JNEUROSCI.15-07-04727.1995. PMC  6577905. PMID  7623106.
  11. ^ Erskine, L; Reijntjes, S; Pratt, T (2011). „Signalizace VEGF prostřednictvím neuropilinu 1 vede křížení komisurálního axonu v optickém chiasmu“. Neuron. 70 (5): 951–965. doi:10.1016 / j.neuron.2011.02.052. PMC  3114076. PMID  21658587.
  12. ^ Kuwajima, T; Yoshida, Y; Pratt, T (2012). „Prezentace optického chiasmu Semaphorin6D v souvislosti s plexinem-A1 a Nr-CAM podporuje křížení sítnice axonem“. Neuron. 74 (4): 676–690. doi:10.1016 / j.neuron.2012.03.025. PMC  3361695. PMID  22632726.
  13. ^ Janvier, P. (1996). Brzy obratlovci. New York: Clarendon Press, Oxford University Press. ISBN  978-0198540472.
  14. ^ de Lussanet, M.H.E .; Osse, J.W.M. (2012). „Axiální zkroucení předků vysvětluje kontralaterální přední část a optické chiasma u obratlovců“. Biologie zvířat. 62 (2): 193–216. arXiv:1003.1872. doi:10.1163 / 157075611X617102.
  15. ^ de Lussanet, M.H.E. (2019). „Opačné asymetrie obličeje a trupu a líbání a objímání, jak předpovídá hypotéza axiálního zkroucení“. PeerJ. 7: e7096. doi:10,7717 / peerj.7096. PMC  6557252. PMID  31211022.
  16. ^ Schmolesky MT, Wang Y, Creel DJ, Leventhal AG (2000). „Abnormální retinotopická organizace hřbetního postranního geniculárního jádra tyrosinas-negativní albínové kočky“. J Comp Neurol. 427 (2): 209–19. doi:10.1002 / 1096-9861 (20001113) 427: 2 <209 :: aid-cne4> 3.0.co; 2-3. PMID  11054689.
  17. ^ Guillery, RW; Kaas, JH (červen 1973). "Genetická abnormalita vizuálních cest u" bílého "tygra." Věda. 180 (4092): 1287–9. Bibcode:1973Sci ... 180.1287G. doi:10.1126 / science.180.4092.1287. PMID  4707916.
  18. ^ Guillery RW (Květen 1974). Msgstr "Vizuální cesty v albínech". Sci. Dopoledne. 230 (5): 44–54. Bibcode:1974SciAm.230e..44G. doi:10.1038 / scientificamerican0574-44. PMID  4822986.
  19. ^ Davis, Matthew C .; Griessenauer, Christoph J .; Bosmia, Anand N .; Tubbs, R. Shane; Shoja, Mohammadali M. (01.01.2014). „Pojmenování hlavových nervů: historický přehled“. Klinická anatomie. 27 (1): 14–19. doi:10,1002 / ca.22345. ISSN  1098-2353. PMID  24323823.

externí odkazy