Lateral hæmning: undertrykkelse af neuroner forbedrer sensorisk perception

Lateral hæmning er defineret som den proces, hvorved én celle hæmmer aktiviteten af ​​tilstødende celler . I tilfælde af nervesystemet er cellerne neuronerne. Den laterale hæmning af neuroner genererer et fald i aktiviteten af ​​en gruppe neuroner, hvilket gør det muligt for hjernen at modulere håndteringen af ​​den information, den modtager fra organismens miljø. Dette resulterer i dæmpning af påvirkningen af ​​nogle sansestimuli og optimering af registreringen af ​​andre stimuli, hvormed lateral hæmning er med til at skærpe den sanseopfattelse af syn, hørelse, berøring og lugt.

Neuroner er cellerne i nervesystemet, der sender, modtager og fortolker information fra alle dele af kroppen . Det var den spanske videnskabsmand Santiago Ramón y Cajal, Nobelprisen i medicin, som i slutningen af ​​det 19. århundrede identificerede neuroner som de grundlæggende strukturelle komponenter i nervesystemet og foreslog en model til at forklare deres funktion. Hovedkomponenterne i en neuron, hvis detaljerede struktur er vist i figuren ovenfor, er cellelegemet, axoner og dendritter. Dendritter strækker sig fra neuronet og modtager signaler fra andre neuroner; cellelegemet er behandlingscenteret for en neuron, og axoner er nerveforlængelser, der forgrener sig i deres terminale ender for at transmittere signaler til andre neuroner.

Neuroner kommunikerer information gennem nerveimpulser, som er aktionspotentialer, det vil sige bølger af elektrisk ladning, der bevæger sig langs cellemembranen og transmitteres ved at ændre ladningsfordelingen. Nerveimpulser modtages i neuronernes dendritter, passerer gennem cellelegemet og føres langs axonen til de terminale grene. Neuroner rører ikke hinanden, men er adskilt af et hul kaldet synaptisk kløft; Signaler overføres fra en neuron, den præsynaptiske, til en anden neuron, den postsynaptiske, af visse molekyler, kemiske budbringere, kaldet neurotransmittere . Gennem synapsen kan en neuron have forbindelser med tusindvis af andre neuroner samtidigt, hvilket skaber et stort neuralt netværk.

Lateral hæmning

På grund af lateral hæmning har nogle neuroner et andet stimuleringsniveau end tilstødende neuroner. Hovedneuronen i en proces, den med det højeste niveau af stimulation, frigiver neurotransmittere, der exciterer en række neuroner, efter en bestemt sekvens. På samme tid aktiverer hovedneuronen neuroner i hjernen, der hæmmer aktiviteten af ​​andre neuroner, der er placeret lateralt i forhold til processens sekvens. Disse hæmmende neuroner er de nerveceller, der er involveret i kommunikationen mellem centralnervesystemet og motoriske eller sensoriske neuroner. På den måde skabes en kontrast mellem de forskellige stimuli, som gør, at nervesystemet kan fokusere eller “koncentrere sig” om en bestemt stimulus. Som nævnt i begyndelsen,

Lateral hæmning af det visuelle sensoriske system

I retinale celler resulterer lateral hæmning i kantforstærkning og øget kontrast i billeder dannet i hjernen. Virkningen af ​​denne laterale hæmning blev opdaget af Ernst Mach, som i 1865 forklarede den visuelle illusion kaldet March-bånd.. Denne effekt får paneler, der afgiver forskellige nuancer placeret side om side, til at virke lysere eller mørkere ved overgange, på trods af den ensartede farve i et panel. Paneler ser lysere ud i kanten med et mørkere panel og mørkere i kanten med et lysere panel. De mørkere og lysere bånd ved overgangene er ikke ægte, men resultatet af lateral hæmning. Nethindens neuroner, der modtager større stimulation, hæmmer tilstødende neuroner i højere grad end celler, der modtager mindre intens stimulering. Lysreceptorer, der modtager information fra den lysere side af kanterne, producerer en stærkere visuel reaktion end receptorer, der modtager information fra den mørkere side. Denne reaktion fra nervesystemet øger kontrasten ved kanterne,

Samtidig kontrast er også resultatet af lateral hæmning. I en simultan kontrastsituation påvirker lysstyrken af ​​en baggrund opfattelsen af ​​lysstyrken af ​​hovedstimulus. Den samme hovedstimulus ser lysere ud på en mørk baggrund og mørkere på en lysere baggrund.

Lateral hæmning af det taktile sansesystem

Lateral hæmning virker også på berøring. Perception gennem berøring sker gennem aktivering af neurale receptorer placeret i huden, som registrerer det tryk, der udøves på den pågældende overflade af kroppen. Lateral hæmning øger kontrasten mellem de stærkeste og svageste taktile signaler. Receptorer, der modtager de stærkeste signaler, dem der forekommer ved et kontaktpunkt, hæmmer tilstødende receptorer i højere grad end receptorer, der modtager en svagere stimulus, på steder perifert til kontaktpunktet. Dette forbedrer følsomheden af ​​berøringsopfattelse ved at tillade hjernen at bestemme den nøjagtige placering af stimulus. De områder af kroppen, der er mest følsomme over for berøring, såsom fingerspidser og tunge,

Lateral hæmning af det auditive sensoriske system

Lateral hæmning menes at spille en relevant rolle i de processer, der er forbundet med hørelse og ledning af information til hjernen. Auditive signaler bevæger sig fra cochlea i det indre øre til den auditive cortex i hjernens tindingelapper. De forskellige celler, der er forbundet med auditive processer, reagerer mere effektivt på lyde af bestemte frekvenser. Auditive neuroner, der er mere stimuleret af lyde ved en bestemt frekvens, kan hæmme virkningen af ​​andre neuroner, der er mindre stimuleret af lyde med en anden frekvens. Denne proportionale hæmning af stimulationen hjælper med at forbedre kontrasten og dermed følsomheden i opfattelsen af ​​lyd.

Kilder

Bekesy, G. Von. Mach-båndtype Lateral hæmning i forskellige sanseorganer. Journal of General Physiology , vol. 50, nej. 3, 1967, s. 519–532, doi:10.1085/jgp.50.3.519.

Fuchs, Jannon L., Drown, Paul B. Two-Point Discriminability: Relation to Properties of the Somatosensory System. Somatosensory Research , vol. 2, nr. 2, s. 163–169, 1984 doi:10.1080/07367244.1984.11800556.

Jonas, Peter, Buzsaki, Gyorgy. Neural hæmning. Scholarpedia , www.scholarpedia.org/article/Neural_inhibition .

Lopez-Munoz, F; Boya, J., Alamo, C. Neuronteori, hjørnestenen i neurovidenskab, på hundredårsdagen for Nobelprisen til Santiago Ramón y Cajal . Brain Research Bulletin vol. 70, nr. 4-6, s. 391-405, 2006. doi:10.1016/j.brainresbull.2006.07.010.

Okamoto, Hidehiko, et al . Asymmetrisk lateral inhiberende neural aktivitet i det auditive system: en magnetoencefalografisk undersøgelse. BMC Neuroscience , vol. 8, nr. 1, 2007, s. 33, doi:10.1186/1471-2202-8-33.

Shi, Veronica, et al . Effekt af stimulusbredde på samtidig kontrast. PeerJ , bind. 1, 2013, doi:10.7717/peerj.146.