Back to chapter

19.10:

Π—Ρ€Π΅Π½ΠΈΠ΅

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Vision

Languages

Share

– [Π˜Π½ΡΡ‚Ρ€ΡƒΠΊΡ‚ΠΎΡ€] Π‘Π²Π΅Ρ‚, ΠΎΡ‚Ρ€Π°ΠΆΠ°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚Π°ΠΌΠΈ,ΠΏΠΎΠΏΠ°Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π² Π³Π»Π°Π· Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Ρ€ΠΎΠ³ΠΎΠ²ΠΈΡ†Ρƒ ΠΈ Π·Ρ€Π°Ρ‡ΠΎΠΊ,фокусированиС осущСствляСтся хрусталиками Π½Π° сСтчатку,слой Π½Π΅Ρ€Π²Π½ΠΎΠΉ Ρ‚ΠΊΠ°Π½ΠΈ Π² Π·Π°Π΄Π½Π΅ΠΉ части Π³Π»Π°Π·Π°. Π”Π°Π»Π΅Π΅, свСт поглощаСтся стСрТнСвыми ΠΈ конусообразнымифоторСцСпторами, Ρ€Π΅Π°Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ скоростивыпуска Π½Π΅ΠΉΡ€ΠΎΠΌΠ΅Π΄ΠΈΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ². ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ характСристики, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Π΄Π»ΠΈΠ½Π° Π²ΠΎΠ»Π½Ρ‹,воспринимаСмая, ΠΊΠ°ΠΊ Ρ†Π²Π΅Ρ‚, Π½Π΅ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ кодированнымидСйствиСм этих ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ. Π€ΠΎΡ‚ΠΎΡ€Π΅Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ эту ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΡŽΠ΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°ΠΌ сСтчатки,которая ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΡŽ со мноТСства Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΡ€Π΅Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ²,обСспСчивая ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ простых Π²ΠΈΠ·ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… характСристик,Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΊΡ€Π°Π΅Π². Π“Π°Π½Π³Π»ΠΈΠΎΠ½Π°Ρ€Π½Ρ‹Π΅ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ сСтчатки Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ ΡΡ‚ΡƒΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΡŽ ΠΏΠΎ оптичСскому Π½Π΅Ρ€Π²Ρƒ с частичным скрСщСниСм,Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠ΄Π½Π° сторона ΠΌΠΎΠ·Π³Π° ΠΌΠΎΠ³Π»Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Ρ‚ΡŒ сигнал с ΠΎΠ±ΠΎΠΈΡ… Π³Π»Π°Π·. Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²ΠΎ Π²ΠΎΠ»ΠΎΠΊΠΎΠ½ оптичСского Π½Π΅Ρ€Π²Π° ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ вталамусС ΠΌΠΎΠ·Π³Π°, Π³Π΄Π΅ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ характСристики,Π½Π°ΠΏΡ€. , Ρ†Π²Π΅Ρ‚ ΠΈ двиТСния ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±Π°Ρ‚Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π² Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… областях. Π—Π°Ρ‚Π΅ΠΌ информация пСрСдаСтся Π½Π° ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΈΡ‡Π½ΡƒΡŽ Π·Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ корудля Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокого уровня ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΈ. НапримСр, для опрСдСлСния направлСния двиТСния. Π”Π°Π½Π½Ρ‹Π΅, ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹Π΅ Π½Π° ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΈΡ‡Π½ΡƒΡŽ Π·Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΊΠΎΡ€Ρƒ,топографичСски ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Ρ‹,Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΡƒΡŽ ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚Ρƒ Π²ΠΈΠ·ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ пространства. Π”Π°Π»Π΅Π΅ информация пСрСдаСтся Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ областикоры Π³ΠΎΠ»ΠΎΠ²Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠΎΠ·Π³Π° для Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ слоТного Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ·Π°,Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, для распознавания ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ².

19.10:

Π—Ρ€Π΅Π½ΠΈΠ΅

Π—Ρ€Π΅Π½ΠΈΠ΅ являСтся Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ΠΎΠΌ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ свСт обнаруТиваСтся ΠΈ транспонируСтся Π² Π½Π΅Ρ€Π²Π½Ρ‹Π΅ сигналы сСтчаткой Π³Π»Π°Π·Π°. Π­Ρ‚Π° информация Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ анализируСтся ΠΈ интСрпрСтируСтся ΠΌΠΎΠ·Π³ΠΎΠΌ. Π’ΠΎ-ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Ρ…, свСт ΠΏΠΎΠΏΠ°Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π½ΡŽΡŽ Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ Π³Π»Π°Π·Π° ΠΈ фокусируСтся Π½Π° Ρ€ΠΎΠ³ΠΎΠ²ΠΈΡ†Π΅ ΠΈ хрусталикС Π½Π° сСтчаткС – Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΎΠΌ листС Π½Π΅Ρ€Π²Π½ΠΎΠΉ Ρ‚ΠΊΠ°Π½ΠΈ, Π²Ρ‹ΡΡ‚ΠΈΠ»Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… заднюю Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ Π³Π»Π°Π·Π°. Из-Π·Π° прСломлСния Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π²Ρ‹ΠΏΡƒΠΊΠ»Ρ‹Π΅ Π»ΠΈΠ½Π·Ρ‹ Π³Π»Π°Π·Π°, изобраТСния ΠΏΡ€ΠΎΠ΅Ρ†ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° сСтчатку Π²Π²Π΅Ρ€Ρ… Π½ΠΎΠ³Π°ΠΌΠΈ ΠΈ Π²ΡΠΏΡΡ‚ΡŒ.

Π‘Π²Π΅Ρ‚ поглощаСтся стСрТнСвыми ΠΈ конусными Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΡ€Π΅Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π² Π·Π°Π΄Π½Π΅ΠΉ части сСтчатки, вызывая сниТСниС ΠΈΡ… скорости высвобоТдСния Π½Π΅ΠΉΡ€ΠΎΠΌΠ΅Π΄ΠΈΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Π°. Π’ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ΠΈΡŽ Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΠ½ΠΎΠ² свСта, цвСтная информация Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ кодируСтся здСсь, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Ρ‚ΠΈΠΏΡ‹ конусов максимально Ρ€Π΅Π°Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ Π½Π° Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρ‹ Π²ΠΎΠ»Π½ свСта.

Π€ΠΎΡ‚ΠΎΡ€Π΅Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ ΠΎΡ‚ΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ Π²ΠΈΠ·ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΡŽ биполярных ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ сСрСдины сСтчатки, которая сопровоТдаСтся ΠΏΡ€ΠΎΠ΅ΠΊΡ†ΠΈΠ΅ΠΉ Π½Π° ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ганглия Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π½Π΅ΠΉ части сСтчатки. Π“ΠΎΡ€ΠΈΠ·ΠΎΠ½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΈ Π°ΠΌΠ°ΠΊΡ€ΠΈΠ½Π½Ρ‹Π΅ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ посрСдниками Π² Π±ΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΌ взаимодСйствии ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ этими Ρ‚ΠΈΠΏΠ°ΠΌΠΈ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ, интСгрируя ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΡŽ ΠΈΠ· Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΡ€Π΅Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ². Π­Ρ‚Π° интСграция ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Π΅Ρ‚ Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠ΅ Π²ΠΈΠ·ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ простых Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΉ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΊΠ°ΠΊ края.

Наряду с Π³Π»ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°ΠΌΠΈ, аксоны ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ ганглия сСтчатки ΡΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ Π·Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Π½Π΅Ρ€Π², ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ·ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΡŽ Π² ΠΌΠΎΠ·Π³. Π—Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Π½Π΅Ρ€Π² частично пСрСсСкаСтся Ρƒ основания ΠΌΠΎΠ·Π³Π°. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, каТдая сторона ΠΌΠΎΠ·Π³Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅Ρ‚ Π²Ρ…ΠΎΠ΄ ΠΎΡ‚ ΠΎΠ±ΠΎΠΈΡ… Π³Π»Π°Π·, Ρ‡Ρ‚ΠΎ позволяСт восприятиС Π³Π»ΡƒΠ±ΠΈΠ½Ρ‹.

Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²ΠΎ оптичСских Π½Π΅Ρ€Π²Π½Ρ‹Ρ… Π²ΠΎΠ»ΠΎΠΊΠΎΠ½ синапса Π² Π±ΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΌ гСниклСальном ядрС Π² таламусС ΠΌΠΎΠ·Π³Π°, Π³Π΄Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±Π°Ρ‚Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ характСристики, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ Ρ†Π²Π΅Ρ‚ ΠΈ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅. Π—Π°Ρ‚Π΅ΠΌ таламус отправляСт ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΡŽ Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΈΡ‡Π½ΡƒΡŽ Π·Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΊΠΎΡ€Ρƒ (V1) Π² Π·Π°Π΄Π½Π΅ΠΉ части ΠΌΠΎΠ·Π³Π°. ΠšΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ V1 Ρ€Π΅Π°Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ Π½Π° Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ слоТныС Π²ΠΈΠ·ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ характСристики, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΊΠΎΠ½ΠΊΡ€Π΅Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ ΠΎΡ€ΠΈΠ΅Π½Ρ‚Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈ направлСния двиТСния. V1 содСрТит Ρ‡Π΅Ρ‚ΠΊΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚Ρƒ поля зрСния, с ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ большой ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒΡŽ, посвящСнной ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠ΅ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈΠ· fovea сСтчатки – Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ области, которая ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΡΠ°ΠΌΡƒΡŽ Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΡƒΡŽ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΡ€Π΅Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ².

Π’ΠΈΠ·ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ информация отправляСтся ΠΈΠ· V1 Π² сосСдниС области ΠΊΠΎΡ€Ρ‹ Π³ΠΎΠ»ΠΎΠ²Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠΎΠ·Π³Π° для ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΈ Π΅Ρ‰Π΅ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокого уровня, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, для ΠΈΠ΄Π΅Π½Ρ‚ΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚Π° ΠΈΠ»ΠΈ Π»ΠΈΡ†Π° ΠΈ опрСдСлСния пространствСнного располоТСния Π·Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… стимулов.

Suggested Reading

Strasburger, Hans, Ingo Rentschler, and Martin Jüttner. “Peripheral Vision and Pattern Recognition: A Review.” Journal of Vision 11, no. 5 (May 1, 2011): 13–13. https://doi.org/10.1167/11.5.13.

Moodley, Anand. “Understanding Vision and the Brain.” Community Eye Health 29, no. 96 (2016): 61–63. [Source]