بخشی از مقاله
چکیده
دیدن اجسام یک پروسه بسیار پیچیده است که با همکاري قسمتهاي مختلف چشم و مغز انجام میگیرد. اولین مرحله دیدن توسط شبکیه صورت میگیرد. نورون-هاي - سلول - دریافت کننده نور در شبکیه پس از تمرکز نور بر آن سیگنالهایی را تولید و به یک شبکه دیگر از نورونها ارسال میدارد. در این شبکه سیگنالهاي الکتریکی تولیدو به مغز فرستاده میشود. مغز این سیگنالها را تحلیل کرده و اطلاعاتی را در مورد جسم مورد مشاهده به ما میدهد.
مکانیزم درك حرکت اجسام در مغز از پیچیدگیهاي خاصی برخوردار است که همچنان جزء تحقیقات روز نروفیزیک - Neurophysics - می باشد. ما براي فهم مکانیزم حرکت در مغز، که بدون در نظر گرفتن جزئیات جسم انجام می گردد، یک سري آزمایشات تجربی بر روي نورونهاي با میدان دید وسیع در مغز پرندگان انجام دادیم. این نورونها فقط به انواع حرکت ها حساسند ولی به اجسام ساکن حساس نیستند.
نتایج این تحقیق نشان می دهد که سیناپس ارتباطی مغز و چشم براي انتقال سیگنال هاي بینایی یک رفتار دو- فازي از خود نشان می دهد. همچنین به سیگنالهاي ورودي این سیناپسها یک پاسخ دو- دویی می دهد که در صورت عبور یکی منجر به حذف پاسخ بعدي می شود. ما بهکمک دینامیک غیر خطی این سیناپسها مدلی براي شبکه ارتباطی نورونهاي مغزي ارائه دادیم که پیش بینی میکند این قسمت مغز به انواع محرك هاي حرکتی از جمله حرکت یک جسم حساس است ولی به محرك هاي غیر حرکتی حساس نیست.
مقدمه
درك و تشخیص حرکت اجسام براي بسیاري از بسیاري عملکردهاي مهم رفتاري ضروري و براي بقاي آنها حیاتی هستند. از آنجا که اطلاعات حرکتی در وروديهاي شبکیهصریحبه طور کدگزاري نمیشود، درك حرکت اجسام یک پروسه استنتاجی با استفاده از سرعت و جهت حرکت عناصر مربوط به آن حرکت در آن صحنه میباشد. این اطلاعات حرکتی از طریق وروديهاي بینای ی، دستگاه دهلیزي و تحریکهاي درونی اعض اي درگیر در این پروسه ایجاد میشوند.
هرچند که ااین پروسه به ن ظر اغلب بیننده ها سرراست و ساده بهنظر میرسد، و لی ثابت شده است که از دیدگاه محا سباتی مسئلهاي سخت و از نظ ر تحلیل نورونی مسئلهاي فوق-العاده سخت است . - 1 - اجسام در میدان بینایی ما معمولا بهوسیله تعدادي از مشخصات همانند روشنایی، شکل، رنگ و ساختار آنها قابل تشخیص هستند، ولی مفهوم حرکت از نظر کیفی مستقل از بیشتر مشخصات اج سام است که این ناوردایی مفهومی به ناوردایی شکل -مشخصه معروف است 2 - و . - 3 از طرف دیگر یک ناوردایی مشابه در پاسخ بسیاري از نورونهاي حساس ب ه حرکت واقع در قسمت میانی غشا ء مغز وجود دارد که این نورونها در تحلیل اطلاعات بینایی و زمان عمل می کنند 4 - و . - 5 به نظر میرسد ناوردایی شکل-مشخصه یک اصل مهم در عمل رد سیستم بینایی باشد.
به منظور عملکرد بهینه در محیط متغیر، یک تحلیلگر حرکت باید بتواند به کلیات مشخصات محرك بپردازد و لذا حرکت یک محرك را بدون توجه به مشخصهاي که باعث دیدن آن میشود رمزنگاري کند. هرجند که تحلیل حرکت بهکمک ناوردایی شکل -مشخصه بس یار مهم بهنظر میرسد، مکانیزم سلولی تولید کننده این پدید ه ناشناخته اس ت. برشهاي م ز پرندگان - ش کل - 1a یک فرصت ایدهآل براي مطالعه طرزکار سلولی قسمت مرکز ي مغز را که مسئول تحلیل م حركهاي متغی نسبت به زمان و مکان میباشد مهیا میسازد.
شکل: 2 پاسخ نورون هاي SGC-I به تحریک سیناپسی و مستقیم انته اي دندریتها. - a - تحریک سیناپسی پیاپی در یک محل. ردیف بالایی: یک پاسخ نمونه به یک تحریک 10 پالسی. پتانسیل استراحت غشاء نو رون -53 mV بود. ردیف هاي میانی: رسم تصویر پاسخ نورو ن به 10 تحریک 10 پالسی. هر علامت عمودي نشاندهنده یک پاسخ با شروع تیز است. ردیف پایینی: تحریک 10 پالسی ورودي به یک محل در لایههاي بین 2 تا .4 بازه زمانی بین پالسه اي تحری ک 1500 ms بود.
- b - احتمال پاسخ به صورت تابعی از شماره پالس براي تحریکهاي با بازههاي زمانی مختلف. - c - میانگین ا تمال پاسخ به پال س-هاي 2 تا 10 نسبت به بازه زمانی بین پال سهاي تحریکی در لایه هاي 2-4 بر ش قسمت نوري مغز جوجه تحویل شدند و پاسخ این تحریکهاي الکتریکی را از بدنه نور ن هاي S GC ثبت کردیم - شکل . - 1a,b در همه نورون هاي SGC-I که مو رد آزمایش قرار گرفتند ، تحریک تک پالس به پاسخ صفر و یک من جر شد.
