Нижняя височная извилина
| Нижняя височная извилина | |
|---|---|
 Боковая поверхность левого полушария головного мозга, вид сбоку. (Нижняя височная извилина показана оранжевым цветом.) | |
 Рисунок слепка, иллюстрирующий взаимосвязь мозга и черепа. (Нижняя височная извилина отмечена в центре, на зеленом участке.) | |
| Подробности | |
| Часть | Височная доля |
| Артерия | Задний мозговой |
| Идентификаторы | |
| латинский | нижняя височная извилина |
| Нейроимена | 138 |
| НейроЛекс ID | бирнлекс_1577 |
| ТА98 | A14.1.09.148 |
| ТА2 | 5497 |
| ФМА | 61907 |
| Анатомические термины нейроанатомии | |
Нижняя височная извилина — одна из трёх извилин и височной доли расположена ниже средней височной извилины , соединяется сзади с нижней затылочной извилиной ; он также распространяется вокруг нижне-латерального края до нижней поверхности височной доли , где ограничивается нижней бороздой . Эта область является одним из высших уровней вентрального потока зрительной обработки, связанного с представлением объектов, мест, лиц и цветов. [1] [2] Он также может быть вовлечен в восприятие лица, [3] и в распознавании чисел и слов. [4] [5]
Нижняя височная извилина — это передняя область височной доли, расположенная под центральной височной бороздой. Основная функция затылочной височной извилины, иначе называемой IT-корой, связана с обработкой зрительных стимулов, а именно с распознаванием зрительных объектов, и согласно недавним экспериментальным результатам было предложено считать ее конечным местоположением вентральной кортикальной зрительной системы. [6] IT-кора у людей также известна как нижняя височная извилина, поскольку она расположена в определенной области височной доли человека. [7] ИТ обрабатывает визуальные стимулы от объектов в нашем поле зрения и участвует в памяти и вызове воспоминаний для идентификации этого объекта; он участвует в обработке и восприятии зрительных стимулов, усиливающихся в областях V1, V2, V3 и V4 затылочной доли . Эта область обрабатывает цвет и форму объекта в поле зрения и отвечает за создание «что» из этих зрительных стимулов или, другими словами, идентификацию объекта на основе цвета и формы объекта и сравнение этой обработанной информации с сохраненные воспоминания об объектах для идентификации этого объекта. [6]
Неврологическое значение ИТ-коры заключается не только в ее вкладе в обработку зрительных стимулов при распознавании объектов, но также в жизненно важной области в отношении простой обработки зрительного поля , трудностей с задачами восприятия и пространственного осознания , а также местоположения. уникальных одиночных клеток, которые, возможно, объясняют связь IT-коры с памятью.
Структура
[ редактировать ]
Височная доля уникальна для приматов . У людей ИТ-кора устроена сложнее, чем у их родственников-приматов. Нижняя височная кора человека состоит из нижней височной извилины, средней височной извилины и веретенообразной извилины . При взгляде на мозг латерально, то есть сбоку, и при взгляде на поверхность височной доли, нижняя височная извилина проходит вдоль нижней части височной доли и отделена от средней височной извилины, расположенной непосредственно над ней, нижней височной извилиной. височная борозда . Кроме того, некоторая обработка поля зрения, соответствующая вентральному потоку обработки изображений, происходит в нижней части верхней височной извилины, ближайшей к верхней височной борозде. Медиальный и вентральный вид головного мозга – то есть взгляд на медиальную поверхность снизу мозга, обращенную вверх – показывает, что нижняя височная извилина отделена от веретенообразной извилины затылочно-височной бороздой. Эта нижняя височная кора человека намного сложнее, чем у других приматов: приматы, не относящиеся к человеку, имеют нижнюю височную кору, которая не разделена на уникальные области, такие как нижняя височная извилина человека, веретенообразная извилина или средняя височная извилина. [8]
Эта область мозга соответствует нижней височной коре и отвечает за распознавание визуальных объектов и получает обработанную визуальную информацию. Нижняя височная кора у приматов имеет определенные области, предназначенные для обработки различных зрительных стимулов, обрабатываемых и организованных разными слоями стриарной и экстрастриарной коры. Информация из областей V1 – V5 коленчатого и тектопульвинарного путей передается в IT-кору через вентральный поток: визуальная информация, конкретно связанная с цветом и формой зрительных стимулов. Результаты сравнительных исследований между приматами (человеком и нечеловекообразными приматами) показывают, что ИТ-кора головного мозга играет значительную роль в обработке визуальных форм. Это подтверждается данными функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), собранными исследователями, сравнивающими этот неврологический процесс у людей и макак. [9]
Функция
[ редактировать ]Получение информации
[ редактировать ]Световая энергия, исходящая от лучей, отражающихся от объекта, преобразуется в химическую энергию клетками сетчатки глаза . Эта химическая энергия затем преобразуется в потенциалы действия, которые передаются через зрительный нерв и перекрест зрительных нервов , где сначала обрабатываются латеральным коленчатым ядром таламуса. Оттуда информация отправляется в первичную зрительную кору , область V1. Затем он перемещается из зрительных областей затылочной доли в теменную и височную доли через два различных анатомических потока. [10] Эти две кортикальные зрительные системы были классифицированы Унгерлейдером и Мишкиным (1982, см. гипотезу двух потоков ). [11] Один поток идет вентрально к нижней височной коре (от V1 к V2, затем через V4 к ITC), тогда как другой идет дорсально к задней теменной коре. Они называются потоками «что» и «где» соответственно. Нижняя височная кора получает информацию из вентрального потока , что вполне понятно, поскольку известно, что это область, необходимая для распознавания образов, лиц и объектов. [12]
Одноклеточная функция нижней височной извилины
[ редактировать ]Понимание одноклеточного уровня IT-коры и ее роли в использовании памяти для идентификации объектов и/или обработки поля зрения на основе цвета и формы визуальной информации появилось в нейробиологии сравнительно недавно. Ранние исследования показали, что клеточные связи височной доли с другими областями мозга, связанными с памятью, а именно с гиппокампом , миндалевидным телом , префронтальной корой и другими. Недавно было обнаружено, что эти клеточные связи объясняют уникальные элементы памяти, предполагая, что уникальные отдельные клетки могут быть связаны с конкретными уникальными типами и даже конкретными воспоминаниями.Исследование одноклеточного понимания ИТ-коры выявило множество интересных характеристик этих клеток: отдельные клетки с одинаковой избирательностью памяти группируются вместе в корковых слоях ИТ-коры; Недавно было показано, что нейроны височной доли демонстрируют обучающее поведение и, возможно, связаны с долговременной памятью ; и корковая память в IT-корте, вероятно, со временем будет улучшаться благодаря влиянию афферентных нейронов медиально-височной области.
Дальнейшие исследования отдельных клеток IT-коры показывают, что эти клетки не только имеют прямую связь с проводящими путями зрительной системы, но и сознательно выбирают зрительные стимулы, на которые они реагируют: в некоторых случаях одноклеточные нейроны IT-корты не инициировать реакции при наличии в поле зрения пятен или щелей, а именно простых зрительных стимулов; однако когда сложные объекты ставятся на место, это вызывает реакцию в одноклеточных нейронах IT-коры. Это доказывает, что не только одноклеточные нейроны IT-коры связаны уникальным специфическим ответом на зрительные стимулы, но и то, что каждый отдельный одноклеточный нейрон имеет специфический ответ на определенные стимулы. В том же исследовании также показано, что величина реакции этих одноклеточных нейронов IT-коры не меняется в зависимости от цвета и размера, а зависит только от формы. Это привело к еще более интересным наблюдениям, в которых определенные IT-нейроны были связаны с распознаванием лиц и рук. Это очень интересно с точки зрения возможности связи с неврологическими расстройствами прозопагнозии и объяснения сложности и интереса к человеческой руке. Дополнительные исследования в рамках этого исследования более подробно изучают роль «нейронов лица» и «нейронов рук», вовлеченных в IT-кору головного мозга.
Значение одноклеточной функции в ИТ-корте головного мозга заключается в том, что это еще один путь в дополнение к латеральному коленчатому пути, который обрабатывает большую часть зрительной системы: это поднимает вопросы о том, какую пользу он приносит нашей обработке зрительной информации в дополнение к нормальным зрительным путям и какие еще функциональные единицы участвуют в дополнительной обработке зрительной информации. [13]
Обработка информации
[ редактировать ]Информация о цвете и форме поступает от Р-клеток, которые получают информацию в основном от колбочек , поэтому они чувствительны к различиям в форме и цвете, в отличие от М-клеток, которые получают информацию о движении преимущественно от палочек . Нейроны нижней височной коры, также называемой нижневисочной зрительной ассоциативной корой, обрабатывают эту информацию от P-клеток. [14] Нейроны ITC обладают несколькими уникальными свойствами , которые объясняют, почему эта область важна для распознавания закономерностей. Они реагируют только на зрительные стимулы, и их рецептивные поля всегда включают ямку , которая является одной из самых плотных областей сетчатки и отвечает за остроту центрального зрения. Эти рецептивные поля , как правило, больше, чем поля в полосатой коре , и часто простираются через срединную линию, впервые объединяя два зрительных полуполя. IT-нейроны избирательны по форме и/или цвету стимула и обычно более чувствительны к сложным формам, чем к простым. Небольшой процент из них избирательно воздействует на определенные части лица. Лица и, вероятно, другие сложные формы, по-видимому, кодируются последовательностью действий в группе клеток, а IT-клетки могут демонстрировать как краткосрочную, так и долговременную память на зрительные стимулы на основе опыта. [15]
Распознавание объектов
[ редактировать ]В рамках ITC существует ряд регионов, которые работают вместе над обработкой и распознаванием информации о том, «что» что-то представляет собой. Фактически, отдельные категории объектов даже связаны с разными регионами.
- Веретенообразная извилина или веретенообразная область лица (FFA) больше занимается распознаванием лиц и тела, а не объектов.
- Парагиппокампальная область места (PPA) помогает различать сцены и объекты.
- Экстрастриарная область тела (EBA) помогает отличать части тела от других объектов.
- А латеральный затылочный комплекс (LOC) используется для определения формы стимулов в сравнении с зашифрованными.
Все эти области должны работать вместе, а также с гиппокампом , чтобы создать комплекс понимания физического мира. Гиппокамп является ключом к хранению памяти о том, что представляет собой объект/как он выглядит для будущего использования, чтобы его можно было сравнивать и противопоставлять другим объектам. Способность правильно распознавать объект во многом зависит от этой организованной сети областей мозга, которые обрабатывают, передают и хранят информацию. В исследовании Дениса и соавторов функциональная магнитно-резонансная томография ( ФМРТ ) использовалась для сравнения обработки зрительной формы у людей и макак. Они обнаружили, среди прочего, что существует определенная степень перекрытия между чувствительными к форме и движению областями коры головного мозга, но у людей это перекрытие было более отчетливым. Это предполагает, что человеческий мозг лучше развит для высокого уровня функционирования в отдельном трехмерном визуальном мире. [17]
Клиническое значение
[ редактировать ]Прозопагнозия
[ редактировать ]Прозопагнозия , также называемая лицевой слепотой, представляет собой расстройство, которое приводит к неспособности распознавать или различать лица. Это часто может быть связано с другими формами нарушения распознавания, такими как узнавание места, автомобиля или эмоционального распознавания. [18] Исследование, проведенное Gross et al. в 1969 году обнаружили, что определенные клетки избирательно принимают форму обезьяньей руки, и заметили, что по мере того, как стимул, который они обеспечивали, начал все больше напоминать обезьянью руку, эти клетки становились более активными. Несколько лет спустя, в 1972 г., Гросс и др. обнаружил, что некоторые ИТ-клетки избирательно реагируют на лица. Хотя это и не является окончательным, «селективные к лицу» IT-клетки коры головного мозга играют большую роль в распознавании лиц у обезьян. предполагается, что [19] После обширных исследований последствий повреждения ИТ-коры у обезьян было высказано предположение, что поражения ИТ-извилины у людей приводят к прозопагнозии. Исследование Рубенса и Бенсона в 1971 году, посвященное жизни человека с прозопагнозией, показало, что пациентка способна безошибочно называть обычные объекты при визуальном представлении, однако она не может узнавать лица. При вскрытии, проведенном Бенсоном и др., было очевидно, что дискретное поражение правой веретенообразной извилины , части нижней височной извилины, было одной из основных причин симптомов у субъекта. [20]
Более детальное наблюдение можно увидеть на примере пациента ЛГ в исследовании, проведенном Н. Л. Эткоффом и его коллегами в 1991 году. Этот 40-летний мужчина в 18 лет попал в автомобильную аварию, в результате которой получил тяжелую черепно-мозговую травму. . После выздоровления Л.Х. не смог узнавать или различать лица или даже узнавать лица, которые были ему знакомы до аварии. ЛГ и другие пациенты с прозопагнозией часто могут жить относительно нормальной и продуктивной жизнью, несмотря на их дефицит. Л.Х. все еще был способен распознавать общие предметы, тонкие различия в формах и даже возраст, пол и «симпатию» лиц. Однако они используют нелицевые признаки, такие как рост, цвет волос и голос, чтобы различать людей. Неинвазивная томография головного мозга показала, что прозопагнозия ЛГ является результатом повреждения правой височной доли , в которой находится нижняя височная извилина. [21]
Дефицит семантической памяти.
[ редактировать ]Некоторые расстройства, такие как болезнь Альцгеймера и семантическая деменция , характеризуются неспособностью пациента интегрировать семантические воспоминания, в результате чего пациенты не могут формировать новые воспоминания, не осознают период времени, а также испытывают недостаток в других важных когнитивных процессах. Чан и др. в 2001 году провели исследование, в котором использовалась объемная магнитно-резонансная томография для количественной оценки глобальной атрофии и атрофии височных долей при семантической деменции и болезни Альцгеймера. Субъекты были отобраны и клинически подтверждено, что они находятся в середине спектра соответствующих расстройств, а затем было получено дополнительное подтверждение в результате серии нейропсихологических тестов, проведенных с испытуемыми. В исследовании нижняя височная кора и средняя височная кора рассматривались как одно и то же из-за «часто нечеткой» границы между извилинами. [22]
Исследование пришло к выводу, что при болезни Альцгеймера дефекты нижних височных структур не являются основным источником заболевания. атрофия энторинальной коры , миндалевидного тела и гиппокампа Скорее всего, у участников исследования, страдающих болезнью Альцгеймера, была заметна . Что касается семантической деменции, исследование пришло к выводу, что «средняя и нижняя височные извилины [кора] могут играть ключевую роль» в семантической памяти, и в результате, к сожалению, когда эти структуры передней височной доли повреждаются, субъект остается с семантической деменцией. Эта информация показывает, что, несмотря на то, что болезнь Альцгеймера и семантическая деменция часто группируются в одной категории, они представляют собой очень разные заболевания и характеризуются заметными различиями в подкорковых структурах, с которыми они связаны. [22]
Церебральная ахроматопсия
[ редактировать ]
Церебральная ахроматопсия — заболевание, характеризующееся неспособностью воспринимать цвета и достигать удовлетворительной остроты зрения при сильном освещении. врожденная ахроматопсия Аналогично характеризуется , однако она является генетической, тогда как церебральная ахроматопсия возникает в результате поражения определенных отделов головного мозга. Одна часть мозга, которая особенно важна для распознавания цвета, — это нижняя височная извилина. Исследование 1995 года, проведенное Heywood et al. Целью исследования было выделить части мозга, которые важны при ахроматопсии у обезьян, однако оно, очевидно, проливает свет на области мозга, связанные с ахроматопсией у людей. В ходе исследования одна группа обезьян (группа AT) получила поражения височной доли перед V4, а другая группа (группа MOT) получила поражения затылочно-височной области, что в краниальной локализации соответствует поражению, вызывающему церебральную ахроматопсию в люди. Исследование пришло к выводу, что в группе MOT не было нарушений цветового зрения, в то время как у всех субъектов в группе AT были серьезные нарушения цветового зрения, что соответствует людям с диагнозом церебральная ахроматопсия. [23] Это исследование показывает, что области височных долей перед V4, включая нижнюю височную извилину, играют большую роль у пациентов с церебральной ахроматопсией.
Дополнительные изображения
[ редактировать ]
Положение нижней височной извилины (показано красным).
Базальный вид человеческого мозга
Вид сбоку человеческого мозга, обозначены основные извилины.
Головной мозг. Боковой вид. Глубокое рассечение. Нижняя височная извилина отмечена внизу в центре.
Нижняя височная извилина, правое полушарие.
Нижняя височная извилина выделена зеленым на корональных МРТ-изображениях Т1.
Нижняя височная извилина выделена зеленым на сагиттальных МРТ-изображениях Т1.
Нижняя височная извилина выделена зеленым на поперечных изображениях МРТ Т1.
См. также
[ редактировать ]- Когнитивная нейробиология распознавания визуальных объектов
- Восприятие лица
- Нейронная обработка для отдельных категорий объектов
- Зрительная кора
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бальдауф, Д.; Дезимона, Р. (25 апреля 2014 г.). «Нейронные механизмы объектного внимания» . Наука . 344 (6182): 424–427. Бибкод : 2014Sci...344..424B . дои : 10.1126/science.1247003 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 24763592 . S2CID 34728448 .
- ^ РОЗА ЛАФЕР-СУЗА и БЕВИЛ КОНВЕЙ (20 октября 2013 г.). «Параллельная, многоэтапная обработка цветов, лиц и форм в нижней височной коре макака» . Природная неврология . 16 (12): 1870–1878. дои : 10.1038/nn.3555 . ПМЦ 3957328 . ПМИД 24141314 .
- ^ Хаксби указывает, что в нескольких исследованиях было обнаружено, что восприятие лица происходит в нижней височной борозде, причем большинство участков находится в других частях мозга: стр.2, Хаксби и др. (2000) «Распределенная нейронная система человека для восприятия лиц» Тенденции в когнитивных науках 4 (6) июнь 2000 г., 11 стр.
- ^ БРЮС ГОЛДМАН (16 апреля 2013 г.). «Ученые определили область мозга, отвечающую за распознавание чисел» . Стэнфордская медицинская школа . Проверено 30 апреля 2013 г.
- ^ Поджо, Томазо; Ансельми, Фабио (23 сентября 2016 г.). Визуальная кора и глубокие сети . МТИ Пресс. стр. 45–51. ISBN 978-0-262-03472-2 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Колб, Б; Уишоу, IQ (2014). Введение в мозг и поведение (Четвертое изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Стоит. стр. 282–312.
- ^ Гросс, К.Г. (2008). «Нижняя височная кора» . Схоларпедия . 3 (12): 7294. Бибкод : 2008SchpJ...3.7294G . doi : 10.4249/scholarpedia.7294 .
- ^ Пессоа Л., Тутелл Р., Унгерлейдер Л.Г., Сквайр Л.Р., Блум Ф.Е., МакКоннел С.К., Робертс Дж.Л., Спитцер Н.К., Зигмонд М.Дж., ред. (2008). «Зрительное восприятие предметов». Фундаментальная нейронаука (Третье изд.). [ нужны разъяснения ]
- ^ Денис, Катриен; Вим Вандуфель; Денис Файз; Коэн Нелиссен; Хендрик Пеускенс; Дэвид Ван Эссен; Гай А. Орбан (10 марта 2004 г.). «Обработка визуальной формы в коре головного мозга человека и нечеловеческих приматов: исследование функциональной магнитно-резонансной томографии» . Журнал неврологии . 24 (24(10): 2551–2565): 2551–2565. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3569-03.2004 . ПМК 6729498 . ПМИД 15014131 .
- ^ Колб, Брайан; Уишоу, Ян К. (2014). Введение в мозг и поведение (Четвертое изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Стоит. стр. 282–312.
- ^ Мишкин, Мортимер; Унгерлейдер, Лесли Г. (1982). «Две корковые зрительные системы» (PDF) . Массачусетский технологический институт Пресс.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Крим, Сара Х.; Проффитт, Деннис Р. (2001). «Определение корковых зрительных систем: «Что», «Где» и «Как» » (PDF) . Акта Психологика . 107 (1–3): 43–68. дои : 10.1016/s0001-6918(01)00021-x . ПМИД 11388142 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 ноября 2013 г. Проверено 12 ноября 2013 г.
- ^ Гросс, К.Г. (2007). «Исследование одиночных нейронов нижней височной коры». Нейропсихология . 46 (3): 841–852. doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2007.11.009 . ПМИД 18155735 . S2CID 16008718 .
- ^ Драгой, Валентин. «Глава 15: Обработка изображений: корковые пути» . Архивировано из оригинала 9 апреля 2014 года . Проверено 12 ноября 2013 г.
- ^ Гросс, Чарльз (2008). «Нижняя височная кора» . Схоларпедия . 3 (12): 7294. Бибкод : 2008SchpJ...3.7294G . doi : 10.4249/scholarpedia.7294 .
- ^ Спиридон, М.; Фишль, Б.; Канвишер, Н. (2006). «Расположение и пространственный профиль категорийных областей в экстрастриарной коре головного мозга человека» . Картирование человеческого мозга . 27 (1): 77–89. дои : 10.1002/hbm.20169 . ПМК 3264054 . ПМИД 15966002 .
- ^ Денис; и др. (10 марта 2004 г.). «Обработка визуальной формы в коре головного мозга человека и нечеловеческих приматов: исследование функциональной магнитно-резонансной томографии» . Журнал неврологии . 24 (10): 2551–2565. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3569-03.2004 . ПМК 6729498 . ПМИД 15014131 .
- ^ Накаяма, Кен. «Исследование прозопагнозии» . Президент и члены Гарвардского колледжа . Проверено 9 ноября 2013 г.
- ^ Гросс, Чарльз (29 января 1992 г.). «Представление зрительных стимулов в нижней височной коре» (PDF) . Философские труды: Биологические науки . Обработка изображения лица. 335 (1273): 3–10. дои : 10.1098/rstb.1992.0001 . ПМИД 1348134 . Архивировано из оригинала (PDF) 25 декабря 2013 года . Проверено 9 ноября 2013 г.
- ^ Медоуз, Дж. К. (1974). «Анатомические основы прозопагнозии» . Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии . 37 (5): 489–501. дои : 10.1136/jnnp.37.5.489 . ПМЦ 494693 . ПМИД 4209556 .
- ^ Первс Д., Августин Г.Дж., Фитцпатрик Д. и др., ред. (2001). «Поражения в коре временных ассоциаций: дефицит распознавания» . Нейронаука (2-е изд.) . Проверено 11 ноября 2013 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Чан, Д; Фокс, Северная Каролина; Крам ВР; Уитвелл Дж.Л.; Лешзинер Г; Россор А.М.; Стивенс Дж.М.; Чиполотти Л; Россор М.Н. (апрель 2001 г.). «Особенности атрофии височной доли при семантической деменции и болезни Альцгеймера». Анналы неврологии . 49 (4): 433–42. CiteSeerX 10.1.1.569.8292 . дои : 10.1002/ана.92 . ПМИД 11310620 . S2CID 41627534 .
- ^ Хейвуд, Калифорния; Гаффан Д; Коуи А. (1995). «Церебральная ахроматопсия у обезьян» (PDF) . Европейский журнал неврологии . 7 (5): 1064–1073. дои : 10.1111/j.1460-9568.1995.tb01093.x . ПМИД 7613611 . S2CID 25787249 . Проверено 11 ноября 2013 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
