视网膜-外侧膝状体-初级视觉皮层:
视网膜感光系统(负责将光携带的外部世界信号,转换为大脑可以识别的电信号,并进行初步的整合处理。)
一、视网膜:
视网膜是分层的(大脑皮层也是分层的),每一层都有不同的细胞,负责不同的功能。
视网膜可以分为10层,分别是:
1、 色素上皮层(为视网膜提供营养)
2、 感受器细胞层(分布着密集的光感受器细胞的外段和内段,是光电转换的地点)
3、 外界膜
4、 外核层(由光感受器细胞核构成)
5、 外丛层(由感受器细胞、双极细胞、水平细胞形成突触网)
6、 内核层(由双极细胞、水平细胞和无长突细胞核构成)
7、 内丛层(由双极细胞、无长突细胞和神经节细胞形成突触网)
8、 神经节细胞层(由神经节细胞构成)
9、 视神经纤维层(由神经节细胞的轴突构成,是视觉信号向大脑传递的出发点)
10、内界膜
但上述分层过于细致,为了便于理解,我们简单将视网膜的结构分为四个部分:1、 提供营养的基底膜2、 光感受器,将光信号转换为电信号,传给中间神经细胞3、 中间神经细胞,初步整合视觉信号,传给神经节细胞4、 神经节细胞,负责把视觉信号传入大脑。
视觉信号沿着视神经(也就是神经节细胞的轴突)离开眼球以后,首先会到达视交叉(optic chiasma)。
视交叉是一个神奇的地方,它像是一个物流分选站,将来自两只眼睛的信号重新拆分组装:
1. 左眼的右侧视野,和右眼的右侧视野,被打包在一起,传入左侧大脑
2. 左眼的左侧视野,和右眼的左侧视野,被打包在一起,传入右侧大脑
总结:我们的双侧视野,被传入了对侧的大脑(巧合的是,我们的四肢也是对侧大脑支配的)。
随后大约在(长达一百毫秒)内,视觉信号基本上只在半侧大脑里边活动了。它们离开视交叉之后,首先要去三个重要的地方,一个是位于丘脑的“外侧膝状体”(lateral geniculate nucleus),一个是在视交叉上方的“视交叉上核”(suprachiasmatic nucleus),还有一个是位于中脑四叠体的“上丘”(superior colliculus)。
二、外侧膝状体
外侧膝状体将负责视觉信息的进一步处理。视觉信息在这里被再次拆分、扭曲、组装、打包,通过视放射(optic radiation)传递到初级视觉皮层。我们称之为“视觉的第一通路”,它是我们熟悉的视觉功能的来源。
人的外侧膝状体分为六层,从下到上分别命名为第1、2、3、4、5、6层。外侧膝状体的神奇之处在于:
同侧眼睛发来的信号,由2、3、5层细胞接收;对侧眼睛发来的信号,由1、4、6层细胞接收。
视网膜图像上相邻的点,在外侧膝状体里形成的图像上,依然是相邻的。所以虽然视网膜图像和外膝体图像上的点是空间位置一一对应的,但是图像整体发生了扭曲变形。所以,科学家们在这种投射关系的名称 里加入了两个字——“拓扑”( tuò pū)
1.涉及从严格定量测量中抽象出来的各种对象之间的关系的。 2.在同胚下不变性质的或在包含于同胚下不变性质的。
所谓拓扑,就是指:只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。
三、初级视觉皮层
初级视觉皮层(primary visual cortex,也叫V1)。人类目前怎样理解初级视觉皮层的功能,简单来讲,感受野就是一个感觉细胞能够感受到的原始刺激输入的区域总和。形象来讲,视觉细胞的感受野,就是这个细胞能“看到”的视野区域。大部分视觉细胞的感受野都是有结构的——感受野内不同的区域,对光的反应有所区别。对于比较低层级的视觉细胞来说,“细胞感受野的形状”和“细胞检测视觉特征的能力”息息相关。
大脑皮层一共分为6层,从浅到深依次编号为第1、2、3、4、5、6层。每一层的功能都有所区别。
第1层:主要是神经纤维网,细胞密度比较低,主要接收其他皮层区域自上而下的“反馈”连接。
第2、3层:细胞密度比较高,主要参与向大脑皮层各区域的、由低向高的“前馈”连接。
第4层:主要接收大脑其他区域(除了皮层,也包括皮层下区域如丘脑、下丘脑、中脑、基底神经节等)投射上来的信号。
第5层:除了参与皮层各区域之间的远程连接以外,也向皮层下区域投射信号。
第6层:既可以接收其他皮层区域的“反馈”,也可以向丘脑发送“反馈”信号。
不过不同的皮层区域功能差别较大,各层的分工也有一些区别,我们在这里主要关注初级视觉皮层。
对于初级视觉皮层来说,视觉信号在其中的传递大致遵守如下顺序(简略版):
• 外侧膝状体将视觉信号传入初级视觉皮层的第4层(也有少量传至第1、6层);
• 初级视觉皮层第4层的细胞,向第2、3层传递强烈的信号(同时也弱弱地向第5、6层传递信号);
• 第2、3层细胞向第5层传递信号,同时第5层又把信号传回第2、3层(网络逐渐复杂了起来);
• 第2、3层向其他脑区。
综上所述:视网膜,又称为外周脑,从起源来说与大脑相同,是与外界有直接联系的部分。因此,视网膜源头输入-对应外侧膝状体-对应大脑皮层汇集统合整理认知的决策支配。这就是“视觉激活大脑神经-视觉统合五官科神经科学”原理。待续如有需求训练方法请咨询18661249978.。