Articles

Az occipitális kéreg szerepe az Észlelési kétértelműség megoldásában

a kétértelmű inger megfigyelése során észlelésünk spontán váltakozik a kölcsönösen kizáró értelmezések között, bár a fizikai inger állandó marad. Bár a “kétértelmű inger” kifejezés gyakran egyetlen kép gondolatait idézi elő, amely kétféle módon értelmezhető (például a kacsa/nyúl kép), kétértelmű ingerek is előállíthatók, ha két különböző képet külön-külön mutatnak be a két szemnek., Ebben az esetben, ahelyett, hogy a kettő keverékét látnánk, észlelésünk a képek között vált. Ezt a jelenséget binokuláris rivalizálásnak nevezik, amelyet régóta használnak az észlelési tudatosság tanulmányozására, mivel a tudat disszociációja az érzékszervi feldolgozásból származik.

korábbi elméleti modellek azt sugallták, hogy a bistabilitás ilyen esetei a tudatosságért versengő szenzoros neurális populációk közötti kölcsönös gátlás egyik formájából származnak., Az elmúlt évtizedben végzett tanulmányok azonban megkérdőjelezték ezt a hipotézist, és hangsúlyozták a magasabb kognitív mechanizmusok bevonását a frontoparietális hálózaton belül az észlelési kétértelműség megoldásában (Sterzer et al., 2009). Bár a vizuális hierarchia mentén a különböző mechanizmusok használatáról szóló vita az észlelések váltásában kiegyensúlyozottabb, a váltakozások kezdeményezésében részt vevő mechanizmusok még nem érthetők meg., Még nem tisztázott, hogy a vizuokognitív hierarchia mentén hol indítják el az endogén kapcsolókat, mivel az érzékszervi occipitális területek és a frontoparietális területek kiterjedése továbbra sem tisztázott.

ezt a kutatási vonalat követve egy nemrégiben készült tanulmány (de Jong et al.,, 2016) fontos kísérletet tett arra, hogy válaszoljon arra a kérdésre , hogy hol oldódik meg az észlelési kétértelműség, elektrokortikográfiával a spontán észlelési változások során fellépő occipitális lebeny átmeneti válaszmintáinak kimutatására, valamint az ingerek által kiváltott perceptuális változások során (exogén módon kezdeményezett perceptuális kapcsolók, amelyek a spontán perceptuális változásokat imitáló ingerek változásaival együtt fordulnak elő)., A binokuláris rivalizálás inger állt két kép (arc és ház) bemutatott a két szem, míg az SFM inger állt vízszintesen mozgó pontok, hogy ad okot, hogy az illúzió egy forgó 3D-s gömb kétértelmű forgási irány. A kétértelmű ingerekhez képest egyértelmű ingereket használtak, amelyek olyan észlelési változásokat idéztek elő, amelyek szinte megkülönböztethetetlenek a kétértelmű ingerek által kiváltott ingerektől.

az ingereket két munkamenetben mutatták be, amelyek négy 2 perces stimulációs blokkból álltak, 10 S rögzítéssel., A résztvevőket arra kérték, hogy a két gomb egyikének megnyomásával és tartásával jelentsék be a jelenlegi percept (azaz az arc/ház és a bal/jobb mozgás) értéküket. A tranziens válaszok vizsgálatához a szerzők a korszakokat időben a szubjektív jelentések pillanatáig (-2 – +2 s) összpontosították. Elemzésüket a következő két frekvenciasávra összpontosították: 3-30 (theta, alfa és béta sávok); és 50-130 Hz (gamma sáv)., Mivel a változás az időszak között általában a perceptuális kapcsolók gombot megnyomja, végeztek egy további elemzés, hogy érzéketlen volt, hogy ez a reakció idő jitter számítása a területeken, tagolt, amelyet a jelentés-zárva változások belül ablakon -1500, hogy +500 ms képest gombot nyomja meg a gombot.,

az elemzés A hatalom spektrumok igazodik gombnyomás kiderült, szélessávú csökkenése a hatalom az alacsony frekvenciák (3-30 Hz) együtt egy szélessávú növekedés, a magas frekvenciák (50-130 Hz), mielőtt a jelentés, függetlenül attól, hogy inger (binokuláris rivalizálás vagy SFM), illetve, ami a legfontosabb, a kísérleti feltétel (kétértelmű/egyértelmű stimuláció)., A reakcióidő-jitterre érzéketlen analízis során megvizsgálták az alacsony frekvenciájú teljesítmény csökkenését, valamint a nagyfrekvenciás teljesítmény növekedését azáltal, hogy megnézték az alábbi görbe alatti területet, illetve a normalizált teljesítmény felett. Ennek az elemzésnek az eredményei hasonló modulációs mintát mutattak, amely az alacsony frekvenciájú teljesítmény csökkenését mutatta (binokuláris rivalizálás és SFM), valamint a nagyfrekvenciás teljesítmény növekedését (csak SFM-ben).

De Jong et al., (2016) értelmezze a rögzített átmeneti válaszmintákat bizonyítékként arra, hogy a spontán perceptuális kapcsolók kezdeményezése az occipitális kéregben történik, nem pedig máshol. Pontosabban, a bistabilitást a korai vizuális neurális hálózatokon belüli elő-és visszacsatolási kölcsönhatások okozzák. Bár a bemutatott bizonyítékok egyértelműek, az a tény, hogy az occipitális kéregre korlátozódik, nem teszi lehetővé a vita lezárását arról, hogy hol kezdődik az észlelési visszafordítás., Javaslatuk nagyrészt azon a megfigyelésen alapul, hogy az átmeneti aktivitás jelen van az occipitális kéregben az észlelési kapcsoló jelentése előtt. A váltási jelentést megelőző hasonló átmeneti aktivitást azonban a parietális kéregben is megfigyelték egy bistable stimulus és binokuláris rivalizálás (Britz et al., 2009; Britz és Pitts, 2011).

De Jong et al. (2016) oka annak, hogy csak az occipitális kéregben lévő perceptuális kapcsolók kezdeményezése magyarázza az átmeneti aktivációkat az észlelési változás időzítése körül., Mégis, az ilyen aktivitás jelenléte a magasabb agyi területeken egy másik lehetőséget jelez, az alábbiak szerint: még akkor is, ha az occipitális kéreg a magasabb kortikális régiók bemenetein keresztül perceptet tart fenn, átmeneti aktiválásokra számíthatunk ezekkel a bemenetekkel párhuzamosan. A közeledő észlelési kapcsolót jelző aktivitás felhalmozódása átmeneti occipitalis aktivitássá alakulhat az adott régió ok-okozati bevonása nélkül.,

ennek a nézetnek a támogatása a parietális kéregben végzett TMS-vizsgálatokból származik, amelyek azt mutatják, hogy a gátló stimuláció megváltoztatja az észlelési visszafordítások sebességét, ami viszont a magasabb kortikális régiók okozati szerepét jelzi azok előidézésében (Carmel et al., 2010; Kanai et al., 2010; Zaretskaya et al., 2010). Ezzel szemben a következtetés de Jong et al. (2016) a legújabb fMRI tanulmányok támogatják, amelyek megkérdőjelezik a magasabb kortikális régiók részvételét az észlelési kétértelműség megoldásában, megmutatva, hogy a binokuláris rivalizálás frontoparietális aktivitás hiányában fordulhat elő (Brascamp et al.,, 2015), amely inkább az önvizsgálathoz, a tudatossághoz és a jelentéshez kapcsolódik (Frässle et al., 2014).

a bistable észleléssel kapcsolatos számos korábbi tanulmány alapja az volt, hogy kifejezetten összehasonlítsák a kétértelmű ingerekre adott válaszokat azokkal, amelyek egyértelműek. Így számos tanulmány elemzését a kétértelmű és egyértelmű körülmények közötti kontrasztra összpontosította. Ezzel az érveléssel összhangban a De Jong et al., (2016) bizonyítékként tekinthető arra, hogy a bistabilitás nem oldódik meg az occipitális kéregben, mivel a bistabilitás során az occipitális aktivitás nem tűnik eltérőnek a normál észlelésétől. Eredményeik összhangban vannak azzal a gondolattal, hogy az occipital cortex a már megoldott rivalizálás bemeneteit kapja, majd mindkettőhöz hasonló feldolgozási mechanizmusokat alkalmaz., Ez az alternatív értelmezés összhangban fMRI vizsgálatok, míg kiderült, kapcsoló kapcsolatos moduláció a nyakszirti cortex mindkét bistable rendszeres stimuláció, azt mutatta, hogy frontoparietal tevékenység kifejezetten kapcsolódó módon indukált perceptuális kapcsolók (felülvizsgálat céljából, lásd Sterzer et al., 2009). Az elektrofiziológia további bizonyítékai egy neuronmérések formájában percept-vezérelt modulációkat is mutattak a makákó prefrontális kéregben (Panagiotaropoulos et al., 2012)., A frontoparietális elektródák adatainak elemzése további fényt deríthet erre a kérdésre.

egy másik érdekes értelmezés, hogy De Jong et al. (2016) A javaslat az idegi oszcillációk szerepére vonatkozik. A szerzők a nagyfrekvenciás teljesítmény növekedését a helyi, gyorsan előforduló folyamatokkal, valamint az alacsony frekvenciájú teljesítmény csökkenését a globális, lassabb folyamatokkal kapcsolják össze (Donner and Siegel, 2011)., Azt javaslom, egy disszociációs, ahol magas frekvencia moduláció emlékeztet endogén perceptuális kapcsoló beavatás, míg az alacsony frekvenciájú rezgéseket hordoz változás kapcsolatos tevékenység egész vizuális területek támogatás percept karbantartás. Ez az értelmezés összhangban van azzal a ténnyel, hogy az általuk jelentett magas szintű tevékenység térben korlátozottabb volt, és korábban tetőzött, mint az alacsony frekvenciájú modulációk (De Jong et al., 2016, füge. 5, 6).

bár ez a következtetés magyarázza adataikat, eredményeik összeegyeztethetők egy közelmúltbeli tanulmány következtetéseivel is (van Kerkoerle et al.,, 2014) v1-es és V4-es makákó felvételek felhasználásával, amelyek az alacsony és a nagyfrekvenciás rezgéseket a visszacsatoláshoz, illetve az előtolás feldolgozásához kapcsolják. Ez még egy további jele annak, hogy a De Jong et al által megfigyelt átmeneti aktivitás. (2016) dinamikus kölcsönhatást mutathat az occipital cortex és más kortikális régiók között, ahelyett, hogy bizonyítaná az occipital cortex okozati szerepét az észlelési visszafordítások kezdeményezésében. Fontos, mint de Jong et al. (2016) rámutatnak arra is, hogy eredményeik nem pusztán alulról felfelé történő előléptetési folyamatot támogatnak, hanem visszajelzések feldolgozását is jelzik.,

mindezen megfontolások együttes figyelembevételével az észlelési kapcsolók előtti átmeneti alacsony frekvenciájú csökkenés az occipitális lebeny (például V4, MT+) vagy a magasabb frontoparietális régiók magasabb extrastriate területeiről érkező visszajelzési jelek aláírása lehet. Valójában a spontán kapcsolók során fellépő átmeneti aktivitás kisebbnek és szélesebbnek tűnik, mint a valódi kapcsolók során (de Jong et al., 2016, füge. 4). Ez a visszacsatolási jelekből fokozatosan felépülő aktivitást mutathat. Ezzel szemben a jellemző-szelektív területeken (pl.,, az MT+-ban), amely az információk észlelés-szelektív feldolgozását javasolja előre.

összefoglalva, De Jong et al. (2016) készítsen kényszerítő esetet az occipitális kéreg ok-okozati szerepére az észlelési visszafordítások során. Az emberi koponyaűri adatok felhasználása újszerű, és hidat épít a korábbi ember-és majomkutatások között a bistability-ről. Azonban, bár de Jong et al. (2016) módszertanilag meggyőző hozzájárulást nyújt az occipitális kéreg reflektorfénybe helyezéséhez, az általuk megfigyelt átmeneti tevékenység természetét még meg kell érteni.,

lábjegyzetek

  • szerkesztő megjegyzése: A folyóirat legutóbbi, kizárólag végzős hallgatók vagy posztdoktori ösztöndíjasok által írt rövid, kritikus áttekintései célja a papír fontos megállapításainak összefoglalása, további betekintés és kommentár biztosítása. A Lapklub formátumával és céljával kapcsolatos további információkért lásd: http://www.jneurosci.org/misc/ifa_features.shtml.

  • a szerzők nem nyilvánítanak versengő pénzügyi érdekeket.

  • a levelezést Pablo R-nek kell címezni., Grassi, Vision and Cognition Laboratory, Centre for Integrative Neuroscience, University of Tübingen, Otrfried-Müller-Strasse 25, 72076 Tübingen, Germany.cin.uni-tuebingen.de