Túl az optikán Az alak- és tárgylátás elektrofiziológiai alapjai dr. Sáry Gyula Ph.D. SZTE Általános Orvostudományi Kar Élettani Intézet Szeged
Alak- és formafelismerésünk robusztus, megbízható folyamat színes fekete-fehér vonalas rajz sziluett textúra illuzorikus kontúr
felső, HOL? pályarendszer primer látókéreg a tarkólebenyben alsó, MI? pályarendszer alak- és tárgylátás helye inferotemporalis kéreg: IT
Az inferotemporalis (IT) kéreg tulajdonságai az utolsó vizuálisan ingerelhető terület sejtjei komplex (valósághű) ingerekre reagálnak az IT eltávolítása alakfelismerési zavarokkal jár
Kérdés Ha van olyan agyterület, mely szükséges az alak- és formalátáshoz, akkor annak egyes sejtjei mutatják-e azokat a sajátosságokat, melyek alak- és formalátásunkra jellemzőek?
Kísérleti elrendezés fixációs pont stimulus (Wurtz után)
Extracelluláris egysejt elvezetés V
Extracelluláris egysejt elvezetés
az inger bemutatása activittás [kisülés/s] latencia idő [ms]
Az IT sejtek szelektíven válaszolhatnak ingerekre ( de mi lesz, ha módosítjuk az ingereket?) aktivitás (kisülés/s) c191fx.exp - 3 idö (ms) - 3-3 - 3-3 - 3-3 - 3-3 - 3-3 - 3-3 - 3-3 - 3-3 - 3-3 - 3
Egy négyzet három arca luminancia mozgás textura
Luminancia, mozgás és textura kontraszt luminancia mozgás textura luminancia mozgás textura Sáry et al, 1993
Egy IT sejt válaszai színes ill. szürkeárnyalatú stimulusokra színes szürkeárnyalatos Tompa et al., 24
Az inger egyszerűsítésének hatása az IT kéreg sejtjeinek aktivitására Kovács et al., 23 Kovács et al., 23,
Illuzorikus kontúrok Sáry et al., 27, 28
IT sejt válaszai illuzorikus kontúrra netto aktivitás [kisülés/s] 8 6 4 2 ch17c.exp 46.3636 2 3 4 idõ [ms] 8 6 4 2 59.697 2 3 4 8 6 4 2 3.9394 2 3 4 8 6 4 2 13.6364 2 3 4 8 2.33 8 7.8788 8 8.1818 8 5.1515 6 6 6 6 4 4 4 4 2 2 2 2 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 8 -.666 8 -.666 8 1.5152 8-2.1212 6 6 6 6 4 4 4 4 2 2 2 2 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 Sáry et al., 27
IT sejtek reagálnak a 3D tárgyakra bal szem jobb szem sztereo bal szem jobb szem Jansen et al., 1999
Az IT sejtek nagymama sejtek? (sárga Volkswagen detektorok?) Az IT sejtek ideális jelöltek, de: egy sejt egymástól nagyon különböző stimulusokra is reagálhat a sejtek pusztulása nem jár felismerési zavarokkal kevesebb sejt van, mint ahány felismerendő tárgy
Tigris, tigris Tanaka et al., 1996
A jégkockatartó modell
Benedek György Kovács Gyula Rufin Vogels Franko Edit Tompa Tamás Köteles Károly Chadaide Zoltán Csibri Péter Csete Gergő Ferge Petra Nász Veronika Palotai Miklós Kaposvári Péter
Hogy befolyásolja a feladat az IT kéreg sejtjeinek aktivitását? Fixáció Felismerés Sáry et al., 26
Feladatfüggő latenciacsökkenés vizuális felismerési feladatban C157 sejt átlagos tüzelése a fixációs és diszkriminációs feladatban FIX DIS aktivitás (kisülés/s) 8 6 4 2 2 2 3 3 4 idõ (ms) Sáry et al., 26
A regisztrációs kamra helyének meghatározása A: 17, L: 23
A kísérlet menete fixálás háttér stimulus stimulus utáni idő szünet -2 ms ms ms -3 ms ms szemmozgás regisztrálás jutalom
arcra specifikusan reagáló sejt kéz sejt
Rubin (1915) Esher (1898-1972)
Twilight The Division Bells
Illuzórikus kontúrok választ váltanak ki az inferotemporalis kéregben time [ms] 4 4 4 4 4 4 avr. net firing rate [spikes/s] 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Sáry et al., 27, 28
Az inger színeinek eltávolítása és ennek hatása az inferotemporalis sejtek szelektivitására Netto tüzelési aktivitás [kisülés/s] 3 25 2 15 1 5-5 -1 A színes és a szürkeárnyalatos stimulusokra kapott populációs hangolási görbék ANOVA: F(3, 96)=1,3668, p=,2576 n= 33 leghatékonyabb hatékony rossz legrosszabb Stimulussorrend Tompa et al., 25 szürkeárnyalatú színes