Морфология мозга

Автор Кураев+, мая 20, 2015, 15:25:16

« назад - далее »

Кураев+

При попадании фотона на сетчатку глаза возникает нервный импульс, передающийся в отдел мозга отвечающий за обработку зрительной информации, те в какую-то область
Вопрос, у нас возникает субъективное ощущение изображения непосредственно при обработке этой зоной мозга поступившую информацию, или это обработанная информация передается в отдел мозга, отвечающий за наше "Я", и есть ли он?
Спасибо

Vladimirkox


rod1gin

Цитата: Кураев+ от мая 20, 2015, 15:25:16При попадании фотона на сетчатку глаза возникает нервный импульс, передающийся в отдел мозга отвечающий за обработку зрительной информации, те в какую-то область
Вопрос, у нас возникает субъективное ощущение изображения непосредственно при обработке этой зоной мозга поступившую информацию, или это обработанная информация передается в отдел мозга, отвечающий за наше "Я", и есть ли он?
Я не специалист в этом, но вот как мне всё это представляется:

Скорость передачи нервного сигнала по нейрону - 100 метров в секунду. Размер мозга, допустим, 20 сантиметров. То есть, за одну десятую долю секунды нервный сигнал может пробежать от одного края мозга до другого и обратно 25 раз.

Каждый нейрон в коре имеет от 7 до 10 тысяч непосредственных связей с другими нейронами. Всего этих нейронов в коре 15 миллиардов. То есть, один нейрон может передать возбуждение на все имеющиеся в мозгу нейроны всего за три "хопа" (1 нейрон -> 7 тысяч нейронов -> 49 миллионов нейронов -> все нейроны).

Через одну десятую секунды (минимальный промежуток времени, который человек вообще способен воспринять) после того, как нервный сигнал поступит в зрительную кору, этот сигнал не только распространится  везде, куда он должен распространиться согласно ассоциативным связям, но и, возможно, несколько раз вернётся обратно в зрительную кору для дополнительной обработки.

Вывод: любые субъективные ощущения возникают не в какой-нибудь конкретной зоне коры больших полушарий, а в коре в целом. Состояние нейронной сети это и есть субъективное ощущение.

Насколько я понимаю, зрительная кора это не какой-то специальный "зрительный сопроцессор", а просто место в коре, с которого начинаются все ассоциативные связи, связанные со зрительными образами. А начинаются они там просто потому, что туда поступает информация из глаз. Если новорожденному ребёнку подать зрительную информацию на какой-нибудь другой участок коры, предполагаю, что на этом участке и возникнет зрительная кора. Но если такое проделать со взрослым человеком, то он ослепнет, потому что будут утеряны все связанные со зрительной информацией ассоциативные цепочки, сформировавшиеся за жизнь этого человека (то есть, сами цепочки останутся, но их невозможно будет найти).

(Если точнее, ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ обработка зрительной информации происходит-таки в "зрительном сопроцессоре" под названием "ПЕРВИЧНАЯ зрительная кора").

Vladimirkox

ЦитироватьСкорость передачи нервного сигнала по нейрону - 100 метров в секунду.
Скорость передачи нервного импульса сильно варьирует от степени миелинизации, диаметра нейрита, температуры.
ЦитироватьЧерез одну десятую секунды (минимальный промежуток времени, который человек вообще способен воспринять)
Откуда данные?
ЦитироватьВывод: любые субъективные ощущения возникают не в какой-нибудь конкретной зоне коры больших полушарий, а в коре в целом.
ЦитироватьЖак Арсен д'Арсонваль в 1896 году впервые применил магнитное поле на людях и смог индуцировать фосфены — зрительные ощущения, возникающие у человека без воздействия света на глаза (Pascual-Leone, Davey et al., 2002).
https://ru.wikipedia.org/wiki/Транскраниальная_магнитная_стимуляция Сейчас есть возможность оказывать более локалированно воздействие, а потому, почитайте что-нибудь на эту тему прежде чем делать выводы.
ЦитироватьНасколько я понимаю, зрительная кора это не какой-то специальный "зрительный сопроцессор", а просто место в коре, с которого начинаются все ассоциативные связи, связанные со зрительными образами.
Что-то вы не понимаете, а именно, как картируются вызванные потенциалы.
ЦитироватьА начинаются они там просто потому, что туда поступает информация из глаз.
От глаза до коры дистанция огромного размера, называется зрительный тракт.
ЦитироватьЕсли новорожденному ребёнку подать зрительную информацию на какой-нибудь другой участок коры, предполагаю, что на этом участке и возникнет зрительная кора.
Это Вы про формирование колонкообразеых структур от хронически вживленных электродных матриц? Есть такое, один фанатик даже что-то вроде эхолокации себе вживил.
ЦитироватьЯ не специалист в этом,
Чё ж тогда стрянете?


rod1gin

Цитата: Vladimirkox от мая 24, 2015, 20:21:11Чё ж тогда стрянете?
Дискуссия как-то вяло развивается, а тема интересная.

Цитата: Vladimirkox от мая 24, 2015, 20:21:11От глаза до коры дистанция огромного размера, называется зрительный тракт.
Я в курсе. Зрительная кора это место в коре больших полушарий головного мозга, на которое через зрительный тракт поступает информация из глаз.

Цитата: Vladimirkox от мая 24, 2015, 20:21:11Скорость передачи нервного импульса сильно варьирует от степени миелинизации, диаметра нейрита, температуры.
Я в курсе. Нас интересуют те нейроны, которые в коре больших полушарий.

Цитата: Vladimirkox от мая 24, 2015, 20:21:11Откуда данные?
Из жизненного опыта, но Вы можете уточнить.

Цитата: Vladimirkox от мая 24, 2015, 20:21:11Что-то вы не понимаете, а именно, как картируются вызванные потенциалы.
Возможно. Объясните.

Цитата: Vladimirkox от мая 24, 2015, 20:21:11Транскраниальная_магнитная_стимуляция
А вот тут Вы не поняли вопрос, который задал топикстартер. Чтобы было понятнее, давайте проведём мысленный эксперимент. Представим себе, что мы с помощью этой вашей транскраниальной магнитной стимуляции индуцируем зрительные ощущения в зрительной коре, но при этом каким-то способом перекрыли связь зрительной коры с остальным мозгом. Что при этом видит человек? Допустим, мы восстановили связь. Что человек помнит об эксперименте?

Vladimirkox

"Я в курсе. Нас интересуют те нейроны, которые в коре больших полушарий."
http://human-physiology.ru/provedenie-vozbuzhdeniya-po-nervam/ Потому-то в коре - серое вещество.
"!Из жизненного опыта, но Вы можете уточнить." Дают светвые импульсы разной длины, освещающие картинку, спрашивают у человека: "Что успел рассмотреть?", при такой методе время восприятия раз в пять-десять меньше указанного Вами, могу ошибаться, уточните по публикациям http://krinc.ru/management/pvv
"Представим себе, что мы с помощью этой вашей транскраниальной магнитной стимуляции индуцируем зрительные ощущения в зрительной коре, но при этом каким-то способом перекрыли связь зрительной коры с остальным мозгом. " Не надо ничего представлять, я Вам ссылку на википедию дал, где описан опыт проведенный в 1896 году.

Vladimirkox

Извините, ошибся:
"Анализ полученных данных показывает, что испытуемые опознают предъявляемые изображения в интервале экспозиций от 7 до 60 мс. Причём 90% всех изображений опознаются до tоп ≤ 43мс. Испытуемые различаются большим разбросом индивидуальной скорости опознания - время самого медленно опознающего испытуемого более чем в 2 раза превышает время самого быстро опознающего. " из
"Опознание  мотивационно  значимых  объектов при их  тахистоскопическом  предъявлении Милов В.Н."

rod1gin

Цитата: Vladimirkox от мая 25, 2015, 07:19:58http://human-physiology.ru/provedenie-vozbuzhdeniya-po-nervam/
Там про серое вещество ничего не сказано, только про нервы.

Цитата: Vladimirkox от мая 25, 2015, 07:19:58я Вам ссылку на википедию дал, где описан опыт проведенный в 1896 году
Это не тот опыт. Этот опыт доказывает, что зрительная информация ВХОДИТ в мозг через зрительную кору, но не означает, что там же формируется ОЩУЩЕНИЕ изображения.

Цитата: Vladimirkox от мая 25, 2015, 07:19:58Извините, ошибся:
"Анализ полученных данных показывает, что испытуемые опознают предъявляемые изображения в интервале экспозиций от 7 до 60 мс. Причём 90% всех изображений опознаются до tоп <= 43мс
Ну, во-первых, получается не ошиблись. Раз в пять-десять меньше, чем одна десятая секунды, это 10...20 миллисекунд, что лежит в пределах 7...60 мс.

А во-вторых, это опять не тот опыт. В этом опыте "зрительный сопроцессор" "защёлкивает" изображение, и потом не спеша "показывает" его сознанию. Но само сознание за такой короткий промежуток времени ничего воспринять не способно. Вспомните хотя-бы, что 20 миллисекунд это промежуток между кадрами на киноплёнке.

Если показать человеку очень яркую вспышку продолжительностью 1 микросекунда, я уверен, человек её заметит. Я думаю, человек даже сможет распознать форму источника света. Тут, мне кажется, вообще нет предела снизу - главное, чтобы суммарная энергия была достаточна.

Vladimirkox, Вы прям как собака на сене - сам не ам, и другим не дам. Я верю, что вы знаете про физиологию мозга больше, чем я, но объяснить "научно-популярно" Вам лень, а если это делает кто-то с багажом знаний меньше, чем у Вас, Вы фыркаете.

rod1gin

Чтобы понять, где формируется ощущение, надо временно "отключить" зрительную кору от остальной коры. Можно представить себе четыре исхода такого опыта:

а) человек перестал видеть, но при этом нормально слышит, чётко мыслит, помнит как выглядят предметы и может разговаривать с экспериментатором. Это значит, что "Я" находится вне зрительной коры, а зрительная кора это просто "сопроцессор".

б) человек отчётливо видит, но при этом перестаёт слышать, не способен управлять своим телом и разговаривать с экспериментатором. Это значит, что "Я" находится в зрительной коре, а весь остальной мозг это "сопроцессор".

в) человек "расслаивается" на две личности: одна из них ничего не видит и не помнит, как выглядят предметы, но зато слышит и способна разговаривать с экспериментатором. Другая видит, но не способна разговаривать с экспериментатором и не способна чётко мыслить. После восстановления связи человек помнит то, что происходило и с той и с другой личностью, но затрудняется сказать, в каком порядке это с ним происходило. Это значит, что зрительное ощущение формируется в зрительной коре, но "Я" находится в коре в целом, и включает зрительное ощущение как свою составную часть.

г) Зрительная кора вообще ничего не чувствует, потому что в ней слишком мало неперерезанных ассоциативных цепочек чтобы сформировать что-то хоть немного похожее на сознание. Остальной мозг ничего не видит, но помнит, как выглядят предметы. Он испытывает определённые проблемы со слухом, осязанием, и т.п., он наполовину потерял память и не вполне чётко мыслит. Это значит, что "Я" находится в коре в целом, и зрительное ощущение тоже формируется в коре в целом.

Я за вариант "г".

rod1gin

Попытаюсь объяснить, как я представляю себе формирование ощущения изображения.

Элементная база мозга - нейрон. В информатике принято моделировать нейрон как нечто, имеющее два состояния (возбуждён / не возбуждён). У нейрона есть некоторое количество входов (синапсов). Каждым из своих входов нейрон соединён с каким-нибудь другим нейроном. Каждый вход имеет весовой коэффициент (число, положительное или отрицательное). Состояние, считываемое входом, умножается на весовой коэффициент, результаты умножения по всем входам суммируются и сумма сравнивается с некоторым пороговым значением. Если она выше порога, нейрон переходит в состояние "возбуждён", если ниже - в состояние "не возбуждён".

Весовые коэффициенты входов в процессе работы нейронной сети по определённым правилам меняются. Таким образом реализуется обучение сети.

Реальный человеческий нейрон устроен сложнее, чем модель, применяемая в вычислительной технике, но всё равно его можно упрощённо представить как небольшую сеть из нескольких десятков "вычислительных нейронов" с несколькими сотнями входов у каждого.

На более высоком уровне базовый алгоритм нейронной сети - ассоциация. Если нейрон возбудился под воздействием "правильного" состояния своих входов, значит, данный нейрон "счёл", что "рисунок состояния" соседних нейронов "похож" на "образ", хранимый синапсами данного нейрона. После того, как нейрон изменил состояние, информация с него поступает на другие нейроны, и это может привести к тому, что какой-нибудь из этих нейронов, в свою очередь, "узнает" хранимый им "образ". И так далее.

Теперь переходим к зрению. "Пиксели" изображения из глаз поступают в зрительную кору на некоторое множество входных нейронов. Нейроны следующего слоя "смотрят" на входные нейроны, и, в зависимости от того, что изображено на картинке, приходят в возбуждение то одни, то другие нейроны. Скажем, если по определённым координатам три зелёных пикселя расположено в один ряд, то возбуждается определённый нейрон. С этого слоя нейронов информация поступает на нейроны следующего слоя, которые "узнают" уже более сложные объекты - скажем, определённая группа нейронов возбуждается если слева внизу видна чашка с нарисованным цветочком. Эта информация поступает ещё дальше и возбуждаются уже нейроны, которые "помнят", что в чашке могут быть остатки кофе, или что чашку нужно помыть, или что слово "чашка" начинается со звука "ч". Этот процесс ассоциаций заходит достаточно далеко, но рано или поздно останавливается - нейронная сеть решает, что "вспоминать", как чашка называется по английски, совсем уже излишне.

Плюс к этому есть такая штука, как внимание. Если внимание обращено на определённую группу нейронов, то цепочки ассоциаций с этой группы "разматываются" дальше, чем обычно. Например, если я обратил внимание на чашку, то придут в возбуждение и те нейроны, которые "помнят", как называется чашка по английски, и те, которые помнят, как называется цветок, изображённый на чашке, и те, которые помнят, как пахло в магазине, в котором я купил эту чашку. Само внимание тоже устроено через ассоциации - например, после того, как я вспомнил, как пахло в магазине, приходит в возбуждение та группа нейронов, которая помнит, что пора бы поесть, а с этих нейронов дополнительное возбуждение поступает на синапсы нейронов центра обоняния, вследствие чего уже эти нейроны начинают генерировать более длинную цепочку ассоциаций. И т.д.

Теперь переходим к исходному вопросу темы. Если возбуждены только входные нейроны зрительной коры, то это совершенно точно ещё не "ощущение изображения". Если уже распознаны элементарные графические объекты, ощущения изображения всё ещё нет. Если цепочка возбуждения дошла до распознавания свойств изображённых объектов, но почему-то не идёт дальше, значит, человек "что-то видит", но "ничего не соображает", и вообще, "не в себе". Вряд-ли это можно назвать "ощущением изображения", по крайней мере, полноценным - если вы "что-то видите", но не можете сказать сами себе: "я вижу то-то и то-то" и не можете сконцентрировать внимание ни на какой части изображения. А полноценное ощущение изображения - это когда возбуждение от изображения распространилось по ассоциативным цепочкам всюду, куда ему вообще имеет смысл распространяться в данной ситуации, когда все изображённые предметы распознаны и либо ассоциированы с пакетами информации, хранимыми в мозгу об этих предметах, либо помечены как "нечто неинтересное".

Теперь про морфологию мозга. Доступа к отдельным пикселям изображения у человеческого сознания нет - нельзя, например, силой воли отключить распознавание трёхмерной сцены, и сосредоточиться на её проекции на сетчатку. Но к реконструированным трёхмерным объектам доступ уже есть. Например, я могу сосредоточиться на чашке не как на чашке, а как на куске фарфора определённый формы, покрытом разноцветными пятнышками в определённых местах. Насколько я понимаю, реконструирование 3D-сцены это первичная зрительная кора, распознавание объектов это остальная зрительная кора, а ассоциация распознанных объектов с пакетами информации о них - это кора в целом, включая даже "чужие" сенсорные зоны (обонятельная, слуховая и т.п.). То есть, ощущение изображения формируется в коре в целом, и в зрительной коре в том числе. В изолированной от остального мозга зрительной коре оно сформироваться не может.

Vladimirkox

#10
ЦитироватьVladimirkox, Вы прям как собака на сене - сам не ам, и другим не дам. Я верю, что вы знаете про физиологию мозга больше, чем я, но объяснить "научно-популярно" Вам лень, а если это делает кто-то с багажом знаний меньше, чем у Вас, Вы фыркаете.
Мне не лень, но я уже всё сказал, что хотел сказать  http://www.neuroscience.ru/showthread.php?t=5929&page=5
ЦитироватьНу, во-первых, получается не ошиблись. Раз в пять-десять меньше, чем одна десятая секунды, это 10...20 миллисекунд, что лежит в пределах 7...60 мс.
Правильно бы было в "два-десять раз", сорри.
ЦитироватьТеперь переходим к исходному вопросу темы. Если возбуждены только входные нейроны зрительной коры, то это совершенно точно ещё не "ощущение изображения". Если уже распознаны элементарные графические объекты, ощущения изображения всё ещё нет. Если цепочка возбуждения дошла до распознавания свойств изображённых объектов, но почему-то не идёт дальше, значит, человек "что-то видит", но "ничего не соображает", и вообще, "не в себе". Вряд-ли это можно назвать "ощущением изображения", по крайней мере, полноценным - если вы "что-то видите", но не можете сказать сами себе: "я вижу то-то и то-то" и не можете сконцентрировать внимание ни на какой части изображения. А полноценное ощущение изображения - это когда возбуждение от изображения распространилось по ассоциативным цепочкам всюду, куда ему вообще имеет смысл распространяться в данной ситуации, когда все изображённые предметы распознаны и либо ассоциированы с пакетами информации, хранимыми в мозгу об этих предметах, либо помечены как "нечто неинтересное".
Так тахистоскопом оперативную кратковременную память  измеряют, психологи. http://psychology.net.ru/talk/
Извините, тема - не моя, кое-что задержалось в памяти со студенческих времен. А вообще-то тема большая, неплохо изученная, с противоречивыми интерпретациями фактов.
ЦитироватьВ изолированной от остального мозга зрительной коре оно сформироваться не может.
Не уверен, в органотипической культуре выявлены устойчивые характеристики электрофизиологической активности нейронов, что сиё означает - не знаю.

Vladimirkox

http://neurosciencenews.com/lymphatic-system-brain-neurobiology-2080/

Про морфологию мозга. Важно. Открыта система лимфатических сосудов в менингиальной оболочке мозга.

Дж. Тайсаев

Цитата: Vladimirkox от июня 05, 2015, 09:08:12
Про морфологию мозга. Важно. Открыта система лимфатических сосудов в менингиальной оболочке мозга.
И почему её до сих пор не замечали?)))
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Vladimirkox

До того не правильно фиксировали ткань
"It was fairly easy, actually," he said. "There was one trick: We fixed the meninges within the skullcap, so that the tissue is secured in its physiological condition, and then we dissected it. If we had done it the other way around, it wouldn't have worked."

Vladimirkox