大脑是如何处理视觉信息的?
大脑的两半球大部分用来处理视觉信息,由此可见视觉对于我们来说很重要。视觉信息处理始于视觉器官---眼睛。
在眼球壁内层的视网膜上有大量的神经元,专门对光线做出放电反应,这些神经元称作视杆和视锥。视杆细胞对弱光下的环境做出反应,用来处理黑色、白色和灰色的视觉信息。
视锥细胞对强光及颜色做出反应。视杆和视锥细胞的轴突与视网膜中其他细胞相联结,在这些连接点上会进行一些视觉信息的初级处理。视杆和视锥细胞还与神经节细胞相连,神经节细胞的轴突像电缆中的电线一样集结成束,形成了视神经。
视神经位于视网膜后方,与大脑相连。对于右侧视野范围做出反应的神经节细胞与左侧大脑相连,而对于左侧视野范围做出反应的神经节细胞与右侧大脑相连。需要跨越到另一侧大脑的神经节轴突都要经过大脑中部的视交叉,然后这两束视神经与相应部分的丘脑相连。
丘脑是感觉信息的中继站(看门人),它能根据大脑皮层的反馈放行某些信息,从而激活与皮层相连的神经元。同时,它也会屏蔽某些信息进入皮层。丘脑中的神经元把视觉信息送入枕叶的初级视觉皮层,也称为VI区或布洛德曼17区,在这里会对视觉信息的基本特征进行加工处理。
初级视觉皮层中的神经元与联合皮层联结,而联合皮层会将这些基本视觉特征整合成一些更大的视觉模式分辨眼外物象的大千世界。
综上所述:
在大脑内的许多位置,相邻的神经元具有的感受野包括略微不同但重叠的视野部分。这些接受区域的中心位置形成覆盖整个视野一部分的有序采样镶嵌图。由于这种有序的排列是从视觉系统不同部分的神经元之间的连接的空间特异性产生的,因此可以将每个结构中的细胞视为对视野图的贡献地图。视网膜影像是地形组织的一种特殊情况。许多对视觉输入有反应的大脑结构,包括许多视觉皮层和视觉核的的脑干(如上丘)和丘脑(如外侧膝状核和丘脑枕),被组织成初级视图,也称为视野的地图。
该领域视觉皮层有时是由他们的初级视边界定义,使用规定,各区域应包含视野的完整地图的标准。但是,实际上,在许多情况下很难应用此标准。那些执行视网膜图像处理输入投射的脑干和皮层视觉区域往往根据非常精确的视网膜位图进行组织。视网膜检影在神经元具有大接受域的其他区域中的作用仍在研究中。
总结:
眼睛是大脑的直属器官,而视网膜是外周脑与大脑同源(胚胎学)。视网膜造影映射塑造大脑皮质的折叠。在猕猴和人的V1和V2区域中,其视野的垂直子午线倾向于在大脑皮层的凸回折褶上表示,而水平子午线则倾向于在其凹沟褶上表示。
因此,视觉激活大脑神经,视觉统合五官科神经科学。