Біологія. Довідник школяра та абітурієнта

Обробка зорової інформації

Перші етапи обробки інформації відбуваються в сітківці. Нейрони ганглійного шару сітківки реагують на вмикання (on-нейрони), вимикання (off-нейрони) та вмикання-вимикання світла (on-off-нейрони). On-нейрони оточені off-нейронами й навпаки, внаслідок чого у сітківці ссавців утворюється мозаїка збуджених і загальмованих нейронів, що забезпечує первинну диференціацію світлових сигналів на рівні сітківки.

Центральна обробка зорової інформації. У людини аксони нейронів ганглійного шару сітківки утворюють шар нервових волокон, що переходить у зоровий нерв. Волокна присередньої частини правого й лівого зорових нервів перехрещуються перед входженням у мозок, утворюючи перехрест. Ті волокна, які йдуть від скроневих половин сітківки, прямують іпсилатерально й, об’єднуючись з перехрещуваним пучком аксонів з контралатерального зорового нерва, утворюють зоровий шлях. Волокна зорового шляху закінчуються з кожного боку в трьох підкіркових центрах зору: бічному колінчастому тілі, подушці таламуса та сірому шарі верхнього горбика покрівлі середнього мозку. Звідси інформація прямує до кіркового центру зору — 17, 18 і 19 полів зорової зони кори потиличної частки півкуль. Розрізняють первинну й вторинну (іноді навіть третинну) частини зорової кори.

Ту величезну кількість інформації, яка потрапляє до сітківки, мозок використати не може. Тому вищі відділи зорової системи отримують у кілька десятків разів менше інформації порівняно із сітківкою. Для зменшення надлишку інформації, яку продукує сітківка, потрібно перейти до нового способу опису зображення.

Детекторна гіпотеза припускає існування у корі нейронів-операторів, які виділяють найсуттєвіші елементи зображення: лінії, кути, площинки, вузли. Такий перехід від поточкового (фотографічного) опису зображення до його опису за більшими елементами дає змогу істотно зменшити надлишкову інформацію. Логічно припустити, що під час подальшої обробки ці елементи поєднуються у більші одиниці, на які реагують гностичні нейрони, або нейронні ансамблі, здатні сприймати складні зображення. Первинна частина зорової зони кори має вирішальне значення для зору, тому в разі її ушкодження зір втрачається повністю. У цій зоні розміщені не лише прості колонки, що реагують на окремі лінії, кути чи їх вектори, а й складні колонки, які розпізнають складні сигнали, а також надскладні колонки, які активізуються збудженням від простих і складних колонок. Справжній зір, чи зорове сприйняття, виникає внаслідок складної та ще не зовсім зрозумілої взаємодії між первинною й вторинно-третинною частинами зорової зони кори. У вторинній частині зберігається пам’ять про зорові об’єкти, що й дає змогу їх розпізнавати. У людини вторинна частина зорової зони кори досягає величезних розмірів: вона у 15-20 разів більша, ніж в антропоїдів. Вважають, що розвинутий зір, властивий лише людині, став можливим саме завдяки швидкому розвитку вторинної частини зорової зони кори. Що гірше розвинута ця частина кори, то меншим є обсяг зорової пам’яті. Тому вищі тварини й людина хоча й отримують практично однакову кількість інформації (за часовим виміром), яка надходить до зорової кори, але в пам’яті тварин її залишається значно менше, ніж у людини.