Tabla de Contenidos
Hamowanie boczne definiuje się jako proces, w którym jedna komórka hamuje aktywność sąsiednich komórek . W przypadku układu nerwowego komórkami są neurony. Boczne hamowanie neuronów generuje spadek aktywności grupy neuronów, co pozwala mózgowi modulować zarządzanie informacjami, które otrzymuje z otoczenia organizmu. Skutkuje to tłumieniem oddziaływania niektórych bodźców sensorycznych i optymalizacją rejestracji innych bodźców, przy czym hamowanie boczne pomaga wyostrzyć percepcję zmysłową wzroku, słuchu, dotyku i węchu.
Neurony to komórki układu nerwowego, które wysyłają, odbierają i interpretują informacje ze wszystkich części ciała . To hiszpański naukowiec Santiago Ramón y Cajal, laureat nagrody Nobla w dziedzinie medycyny, pod koniec XIX wieku zidentyfikował neurony jako podstawowe elementy strukturalne układu nerwowego i zaproponował model wyjaśniający ich funkcjonowanie. Głównymi składnikami neuronu, którego szczegółową budowę pokazano na powyższym rysunku, są ciało komórki, aksony i dendryty. Dendryty rozciągają się od neuronu i odbierają sygnały z innych neuronów; ciało komórki jest centrum przetwarzania neuronu, a aksony są przedłużeniami nerwów, które rozgałęziają się na swoich końcowych końcach, aby przekazywać sygnały do innych neuronów.
Neurony przekazują informacje za pomocą impulsów nerwowych, które są potencjałami czynnościowymi, czyli falami ładunku elektrycznego, które przemieszczają się wzdłuż błony komórkowej i są przekazywane poprzez modyfikację rozkładu ładunku. Impulsy nerwowe są odbierane w dendrytach neuronów, przechodzą przez ciało komórki i są przenoszone wzdłuż aksonu do końcowych gałęzi. Neurony nie stykają się ze sobą, ale są oddzielone szczeliną synaptyczną; Sygnały są przekazywane z jednego neuronu, presynaptycznego, do innego neuronu, postsynaptycznego, przez określone cząsteczki, przekaźniki chemiczne, zwane neuroprzekaźnikami . Poprzez synapsę neuron może mieć połączenia z tysiącami innych neuronów jednocześnie, tworząc rozległą sieć neuronową.
Hamowanie boczne
Ze względu na boczne hamowanie niektóre neurony mają inny poziom stymulacji niż sąsiednie neurony. Główny neuron w procesie, ten o najwyższym poziomie stymulacji, uwalnia neuroprzekaźniki, które pobudzają szereg neuronów, zgodnie z określoną sekwencją. Jednocześnie główny neuron aktywuje neurony w mózgu, które hamują aktywność innych neuronów zlokalizowanych poprzecznie do sekwencji procesu. Te neurony hamujące to komórki nerwowe zaangażowane w komunikację między ośrodkowym układem nerwowym a neuronami ruchowymi lub czuciowymi. W ten sposób powstaje kontrast między różnymi bodźcami, co pozwala układowi nerwowemu skupić się lub „skoncentrować” na określonym bodźcu. Jak wspomniano na początku,
Boczne hamowanie wzrokowego układu sensorycznego
W komórkach siatkówki boczne hamowanie powoduje wzmocnienie krawędzi i zwiększenie kontrastu obrazów tworzonych w mózgu. Efekt tego bocznego hamowania odkrył Ernst Mach, który w 1865 roku wyjaśnił iluzję wizualną zwaną pasmami marcowymi.. Efekt ten powoduje, że panele rzucające różne odcienie umieszczone obok siebie wydają się jaśniejsze lub ciemniejsze w przejściach, pomimo jednolitego koloru w panelu. Panele wydają się jaśniejsze na krawędzi w przypadku ciemniejszego panelu i ciemniejsze na krawędzi w przypadku jaśniejszego panelu. Ciemniejsze i jaśniejsze prążki na przejściach nie są prawdziwe, ale są wynikiem bocznego hamowania. Neurony siatkówki, które otrzymują większą stymulację, hamują sąsiednie neurony w większym stopniu niż komórki, które otrzymują mniej intensywną stymulację. Receptory światła, które odbierają informacje z jaśniejszej strony krawędzi, wytwarzają silniejszą reakcję wzrokową niż receptory, które odbierają informacje z ciemniejszej strony. Ta reakcja układu nerwowego zwiększa kontrast na brzegach,
Jednoczesny kontrast jest również wynikiem hamowania bocznego. W sytuacji równoczesnego kontrastu jasność tła wpływa na postrzeganie jasności głównego bodźca. Ten sam główny bodziec wygląda jaśniej na ciemnym tle i ciemniejszy na jaśniejszym tle.
Boczne hamowanie dotykowego układu sensorycznego
Hamowanie boczne działa również na dotyk. Percepcja poprzez dotyk następuje poprzez aktywację receptorów nerwowych znajdujących się w skórze, które wykrywają nacisk wywierany na tę powierzchnię ciała. Hamowanie boczne zwiększa kontrast między najsilniejszymi i najsłabszymi sygnałami dotykowymi. Receptory, które odbierają najsilniejsze sygnały, te, które pojawiają się w punkcie kontaktu, hamują receptory sąsiednie w większym stopniu niż receptory, które otrzymują słabszy bodziec, w miejscach obwodowych od punktu kontaktu. Poprawia to czułość percepcji dotyku, umożliwiając mózgowi określenie dokładnej lokalizacji bodźca. Obszary ciała, które są najbardziej wrażliwe na dotyk, takie jak opuszki palców i język,
Boczne hamowanie słuchowego układu sensorycznego
Uważa się, że hamowanie boczne odgrywa istotną rolę w procesach związanych ze słyszeniem i przewodzeniem informacji do mózgu. Sygnały słuchowe przemieszczają się ze ślimaka w uchu wewnętrznym do kory słuchowej w płatach skroniowych mózgu. Różne komórki związane z procesami słuchowymi reagują skuteczniej na dźwięki o określonych częstotliwościach. Neurony słuchowe, które są bardziej stymulowane dźwiękami o określonej częstotliwości, mogą hamować działanie innych neuronów, które są mniej stymulowane dźwiękami o innej częstotliwości. To proporcjonalne hamowanie stymulacji pomaga poprawić kontrast, a tym samym czułość w odbiorze dźwięku.
Źródła
Bekesy, G. Von. Boczne hamowanie typu pasma Macha w różnych narządach zmysłów. The Journal of General Physiology , tom. 50, nie 3, 1967, s. 519–532, doi: 10.1085/jgp.50.3.519.
Fuchs, Jannon L., Drown, Paul B. Rozróżnialność dwupunktowa: związek z właściwościami układu somatosensorycznego. Badania somatosensoryczne , tom. 2, nie. 2, str. 163–169, 1984 doi: 10.1080/07367244.1984.11800556.
Jonas, Peter, Buzsaki, Gyorgy. Hamowanie neuronowe. Scholarpedia , www.scholarpedia.org/article/Neural_inhibition .
Lopez-Munoz, F; Boya, J., Alamo, C. Teoria neuronów, kamień węgielny neuronauki, w stulecie przyznania Nagrody Nobla Santiago Ramón y Cajal . Biuletyn badań mózgu, tom. 70, nr 4-6, s. 391-405, 2006. doi:10.1016/j.brainresbull.2006.07.010.
Okamoto, Hidehiko i in . Asymetryczna boczna hamująca aktywność nerwowa w układzie słuchowym: badanie magnetoencefalograficzne. BMC Neuroscience , tom. 8, nie. 1, 2007, s. 33, doi: 10.1186/1471-2202-8-33.
Shi, Veronica i in . Wpływ szerokości bodźca na równoczesny kontrast. Peer J , tom. 1, 2013, doi: 10.7717/peerj.146.
