Нижняя височная извилина
Одна из трех извилин височной доли мозга
Нижняя височная извилина
Боковая поверхность левого полушария головного мозга, вид сбоку. (Нижняя височная извилина показана оранжевым цветом.)
Рисунок слепка, иллюстрирующий связь мозга с черепом. (Нижняя височная извилина обозначена в центре, в зеленом сечении.)
Подробности
ЧастьВисочная доля
АртерияЗадняя мозговая
Идентификаторы
латинскийнижняя височная извилина
НейроИмена138
НейроЛекс IDbirnlex_1577
ТА98А14.1.09.148
ТА25497
ФМА61907
Анатомические термины нейроанатомии
[править на Wikidata]

Нижняя височная извилина является одной из трех извилин височной доли и расположена ниже средней височной извилины , соединенной сзади с нижней затылочной извилиной ; она также простирается вокруг нижне-латеральной границы на нижнюю поверхность височной доли , где она ограничена нижней бороздой . Эта область является одним из высших уровней вентрального потока визуальной обработки, связанного с представлением объектов, мест, лиц и цветов. [1] [2] Она также может участвовать в восприятии лиц, [3] и в распознавании чисел и слов. [4] [5]

Нижняя височная извилина — это передняя область височной доли , расположенная под центральной височной бороздой. Основная функция затылочной височной извилины — также называемой корой IT — связана с обработкой зрительных стимулов, а именно с распознаванием визуальных объектов, и была предложена недавними экспериментальными результатами как конечное местоположение вентральной корковой зрительной системы. [6] Кора IT у людей также известна как нижняя височная извилина, поскольку она расположена в определенной области височной доли человека. [7] IT обрабатывает зрительные стимулы объектов в нашем поле зрения и участвует в памяти и вызове воспоминаний для идентификации этого объекта; она участвует в обработке и восприятии, создаваемых зрительными стимулами, усиленными в областях V1, V2, V3 и V4 затылочной доли . Эта область обрабатывает цвет и форму объекта в поле зрения и отвечает за создание «что» из этих визуальных стимулов, или, другими словами, за идентификацию объекта на основе цвета и формы объекта и сравнение этой обработанной информации с сохраненными воспоминаниями об объектах для идентификации этого объекта. [6]

Неврологическое значение ИТ-коры заключается не только в ее вкладе в обработку зрительных стимулов при распознавании объектов, но также в том, что она является жизненно важной областью в отношении простой обработки зрительного поля , трудностей с перцептивными задачами и пространственным восприятием , а также расположения уникальных отдельных клеток, которые, возможно, объясняют связь ИТ-коры с памятью.

Структура

Правое полушарие головного мозга человека . Боковой вид (слева) и медиальный вид (справа). На обоих изображениях нижняя височная извилина обозначена внизу. Области, окрашенные в зеленый цвет, представляют височную долю . (Коричневый цвет — затылочная , фиолетовый — лимбическая .)

Височная доля уникальна для приматов . У людей ИТ-кора сложнее, чем у их родственных приматов. Человеческая нижняя височная кора состоит из нижней височной извилины, средней височной извилины и веретеновидной извилины . Если смотреть на мозг сбоку — то есть сбоку и смотреть на поверхность височной доли — нижняя височная извилина проходит вдоль нижней части височной доли и отделена от средней височной извилины, расположенной непосредственно над ней, нижней височной бороздой . Кроме того, некоторая обработка поля зрения, которая соответствует вентральному потоку визуальной обработки, происходит в нижней части верхней височной извилины, ближайшей к верхней височной борозде. Медиальный и вентральный вид мозга – то есть взгляд на медиальную поверхность снизу мозга, обращенный вверх – показывает, что нижняя височная извилина отделена от веретенообразной извилины затылочно-височной бороздой. Эта нижняя височная кора человека намного сложнее, чем у других приматов: нечеловеческие приматы имеют нижнюю височную кору, которая не разделена на уникальные области, такие как нижняя височная извилина человека, веретенообразная извилина или средняя височная извилина. [8]

Эта область мозга соответствует нижней височной коре и отвечает за визуальное распознавание объектов и получает обработанную визуальную информацию. Нижняя височная кора у приматов имеет определенные области, предназначенные для обработки различных визуальных стимулов, обрабатываемых и организуемых различными слоями стриарной коры и экстрастриарной коры. Информация из областей V1–V5 коленчатого и тектопульвинарного путей передается в ИТ-кору через вентральный поток: визуальная информация, конкретно связанная с цветом и формой визуальных стимулов. Благодаря сравнительным исследованиям между приматами – людьми и нечеловеческими приматами – результаты показывают, что ИТ-кора играет значительную роль в обработке визуальной формы. Это подтверждается данными функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), собранными исследователями, сравнивающими этот неврологический процесс у людей и макак. [9]

Функция

Получение информации

Световая энергия, которая исходит от лучей, отражающихся от объекта, преобразуется в химическую энергию клетками сетчатки глаза . Затем эта химическая энергия преобразуется в потенциалы действия, которые передаются через зрительный нерв и через зрительный перекрест , где она сначала обрабатывается латеральным коленчатым ядром таламуса. Оттуда информация отправляется в первичную зрительную кору , область V1. Затем она перемещается из зрительных областей в затылочной доле в теменную и височную доли через два различных анатомических потока. [10] Эти две корковые зрительные системы были классифицированы Унгерлейдером и Мишкиным (1982, см. гипотезу двух потоков ). [11] Один поток перемещается вентрально в нижнюю височную кору (от V1 до V2, затем через V4 в ITC), а другой перемещается дорсально в заднюю теменную кору. Они обозначены как потоки «что» и «где» соответственно. Нижняя височная кора получает информацию из вентрального потока , что вполне объяснимо, поскольку известно, что эта область играет важную роль в распознавании образов, лиц и объектов. [12]

Дорсальный поток (зеленый) и вентральный поток (фиолетовый), берущие начало в первичной зрительной коре.

Функция отдельных клеток в нижней височной извилине

Понимание на уровне отдельных клеток коры IT и ее роли использования памяти для идентификации объектов и/или обработки визуального поля на основе цвета и формирования визуальной информации является относительно новым в нейронауке. Ранние исследования показали, что клеточные связи височной доли с другими областями мозга, связанными с памятью, а именно с гиппокампом , миндалевидным телом , префронтальной корой и другими. Недавно было обнаружено, что эти клеточные связи объясняют уникальные элементы памяти, предполагая, что уникальные отдельные клетки могут быть связаны с определенными уникальными типами и даже определенными воспоминаниями. Исследования в области понимания отдельных клеток коры IT раскрывают множество убедительных характеристик этих клеток: отдельные клетки с похожей избирательностью памяти сгруппированы вместе по всем корковым слоям коры IT; недавно было показано, что нейроны височной доли демонстрируют поведение обучения и, возможно, связаны с долговременной памятью ; и кортикальная память в пределах ИТ-коры, вероятно, со временем будет улучшаться благодаря влиянию афферентных нейронов медиально-височной области.

Дальнейшие исследования отдельных клеток коры IT показывают, что эти клетки не только имеют прямую связь с проводящим путем зрительной системы, но и намеренно реагируют на визуальные стимулы: в некоторых случаях одноклеточные нейроны коры IT не инициируют реакции, когда в поле зрения присутствуют пятна или щели, а именно простые визуальные стимулы; однако, когда сложные объекты помещаются на место, это инициирует реакцию в одноклеточных нейронах коры IT. Это свидетельствует о том, что не только одноклеточные нейроны коры IT связаны в том, что имеют уникальную специфическую реакцию на визуальные стимулы, но и что каждый отдельный одноклеточный нейрон имеет специфическую реакцию на определенный стимул. Это же исследование также показывает, как величина реакции этих одноклеточных нейронов коры IT не меняется из-за цвета и размера, а зависит только от формы. Это привело к еще более интересным наблюдениям, где определенные нейроны IT были связаны с распознаванием лиц и рук. Это очень интересно с точки зрения возможности связи с неврологическими расстройствами прозопагнозии и объяснения сложности и интереса к человеческой руке. Дополнительные исследования из этого исследования более подробно изучают роль «нейронов лица» и «нейронов руки», вовлеченных в кору IT.

Значимость функции одной клетки в коре IT заключается в том, что это еще один путь в дополнение к латеральному коленчатому пути, который обрабатывает большую часть зрительной системы: это поднимает вопросы о том, какую пользу он приносит нашей обработке зрительной информации в дополнение к обычным зрительным путям и какие другие функциональные единицы участвуют в дополнительной обработке зрительной информации. [13]

Обработка информации

Информация о цвете и форме поступает от P-клеток, которые получают информацию в основном от колбочек , поэтому они чувствительны к различиям в форме и цвете, в отличие от M-клеток, которые получают информацию о движении в основном от палочек . Нейроны в нижней височной коре, также называемой нижней височной зрительной ассоциативной корой, обрабатывают эту информацию от P-клеток. [14] Нейроны в ITC обладают несколькими уникальными свойствами, которые дают объяснение тому, почему эта область важна для распознавания образов. Они реагируют только на зрительные стимулы, и их рецептивные поля всегда включают фовеа , которая является одной из самых плотных областей сетчатки и отвечает за острое центральное зрение. Эти рецептивные поля , как правило, больше, чем в полосатой коре , и часто простираются через среднюю линию, чтобы впервые объединить два зрительных половинных поля. IT-нейроны избирательны в отношении формы и/или цвета стимула и обычно более чувствительны к сложным формам, чем к простым. Небольшой процент из них избирателен для определенных частей лица. Лица и, вероятно, другие сложные формы, по-видимому, кодируются последовательностью активности в группе клеток, и клетки IT могут отображать как кратковременную, так и долговременную память для визуальных стимулов на основе опыта. [15]

Распознавание объектов

Есть ряд регионов, которые работают вместе в ИТК для обработки и распознавания информации о том, «что» есть. Фактически, отдельные категории объектов даже связаны с различными регионами.

Схема, изображающая различные области левого полушария головного мозга, веретенообразные, оранжевого цвета.
То же, что и выше, но парагиппокампальная извилина теперь оранжевого цвета.
  • Экстрастриарная область тела (ЭПО) помогает отличать части тела от других объектов.
  • А латеральный затылочный комплекс (LOC) используется для определения форм и искаженных стимулов.

[16]

Все эти области должны работать вместе, а также с гиппокампом , чтобы создать массив понимания физического мира. Гиппокамп играет ключевую роль в сохранении памяти о том, что представляет собой объект/как он выглядит для будущего использования, чтобы его можно было сравнивать и сопоставлять с другими объектами. Правильное распознавание объекта во многом зависит от этой организованной сети областей мозга, которые обрабатывают, делятся и хранят информацию. В исследовании Дениса и соавторов функциональная магнитно-резонансная томография ( ФМРТ ) использовалась для сравнения обработки визуальной формы у людей и макак. Они обнаружили, среди прочего, что существует степень перекрытия между областями коры, чувствительными к форме и движению, но что перекрытие было более отчетливым у людей. Это предполагает, что человеческий мозг лучше развит для высокого уровня функционирования в отчетливом, трехмерном, визуальном мире. [17]

Клиническое значение

Прозопагнозия

Прозопагнозия , также называемая слепотой на лица, — это расстройство, которое приводит к неспособности распознавать или различать лица. Часто она может быть связана с другими формами нарушения распознавания, такими как распознавание места, автомобиля или эмоций. [18] Исследование, проведенное Гроссом и др. в 1969 году, показало, что определенные клетки были избирательны к форме руки обезьяны, и они заметили, что по мере того, как стимул, который они предоставляли, начинал все больше напоминать руку обезьяны, эти клетки становились более активными. Несколько лет спустя, в 1972 году, Гросс и др. обнаружили, что определенные клетки IT были избирательны к лицам. Хотя это не является окончательным, предполагается, что «селективные по отношению к лицу» клетки коры IT играют большую роль в распознавании лиц у обезьян. [19] После обширных исследований результата повреждения коры IT у обезьян было высказано предположение, что повреждения в извилине IT у людей приводят к прозопагнозии. Исследование Рубенса и Бенсона 1971 года субъекта с прозопагнозией при жизни показывает, что пациентка способна безупречно называть обычные предметы при визуальном представлении, однако она не может узнавать лица. После вскрытия, проведенного Бенсоном и др., стало очевидно, что дискретное поражение в правой веретенообразной извилине , части нижней височной извилины, было одной из основных причин симптомов субъекта. [20]

Более глубокое наблюдение можно увидеть на примере пациента LH в исследовании, проведенном NL Etcoff и коллегами в 1991 году. Этот 40-летний мужчина попал в автомобильную аварию, когда ему было 18 лет, что привело к серьезной черепно-мозговой травме. После выздоровления LH не мог узнавать или различать лица или даже узнавать лица, которые были ему знакомы до аварии. LH и другие пациенты с прозопагнозией часто способны жить относительно нормальной и продуктивной жизнью, несмотря на свой дефицит. LH все еще мог узнавать обычные предметы, тонкие различия в формах и даже возраст, пол и «симпатичность» лиц. Однако они используют нелицевые сигналы, такие как рост, цвет волос и голос, чтобы различать людей. Неинвазивная визуализация мозга показала, что прозопагнозия LH была результатом повреждения правой височной доли , которая содержит нижнюю височную извилину. [21]

Дефициты семантической памяти

Некоторые расстройства, такие как болезнь Альцгеймера и семантическая деменция , характеризуются неспособностью пациента интегрировать семантические воспоминания, что приводит к тому, что пациенты неспособны формировать новые воспоминания, не осознают временной период, а также не владеют другими важными когнитивными процессами. Чан и др. 2001 провели исследование, в котором использовали объемную магнитно-резонансную томографию для количественной оценки глобальной и височной атрофии при семантической деменции и болезни Альцгеймера. Субъекты были отобраны и клинически подтверждены как находящиеся в середине спектра соответствующих расстройств, а затем дальнейшее подтверждение пришло из серии нейропсихологических тестов, проведенных с субъектами. Исследование рассматривало нижнюю височную кору и среднюю височную кору как одно и то же из-за «часто нечеткой» границы между извилинами. [22]

Исследование пришло к выводу, что при болезни Альцгеймера дефициты в нижних височных структурах не были основным источником заболевания. Скорее, атрофия в энторинальной коре , миндалевидном теле и гиппокампе была выражена у субъектов исследования, страдающих болезнью Альцгеймера. Что касается семантической деменции, исследование пришло к выводу, что «средняя и нижняя височные извилины [кора] могут играть ключевую роль» в семантической памяти, и в результате, к сожалению, когда эти передние височные структуры повреждаются, у субъекта остается семантическая деменция. Эта информация показывает, что, несмотря на то, что их часто объединяют в одну категорию, болезнь Альцгеймера и семантическая деменция являются очень разными заболеваниями и характеризуются заметными различиями в подкорковых структурах, с которыми они связаны. [22]

Церебральная ахроматопсия

Пример зрения у человека с церебральной ахроматопсией.

Церебральная ахроматопсия — это медицинское расстройство, характеризующееся неспособностью воспринимать цвет и достигать удовлетворительной остроты зрения при высоких уровнях освещенности. Врожденная ахроматопсия характеризуется тем же самым, однако она является генетической, в то время как церебральная ахроматопсия возникает в результате повреждения определенных частей мозга. Одна часть мозга, которая особенно важна для различения цветов, — это нижняя височная извилина. Исследование 1995 года, проведенное Хейвудом и соавторами, было призвано выделить части мозга, которые важны при ахроматопсии у обезьян, однако оно, очевидно, проливает свет на области мозга, связанные с ахроматопсией у людей. В исследовании одна группа обезьян (группа AT) получила поражения в височной доле кпереди от V4, а другая группа (группа MOT) получила поражения в затылочно-височной области, которая по краниальному расположению соответствует поражению, вызывающему церебральную ахроматопсию у людей. Исследование пришло к выводу, что у группы MOT не было никаких нарушений цветового зрения, в то время как у всех испытуемых в группе AT были серьезные нарушения цветового зрения, что соответствует людям с диагнозом церебральная ахроматопсия. [23] Это исследование показывает, что области височной доли спереди от V4, которые включают нижнюю височную извилину, играют большую роль у пациентов с церебральной ахроматопсией.

Дополнительные изображения

  • Положение нижней височной извилины (показано красным).
    Положение нижней височной извилины (показано красным).
  • Базальный вид человеческого мозга
    Базальный вид человеческого мозга
  • Боковой вид человеческого мозга, обозначены основные извилины.
    Боковой вид человеческого мозга, обозначены основные извилины.
  • Головной мозг. Боковой вид. Глубокое рассечение. Нижняя височная извилина обозначена внизу по центру.
    Головной мозг. Боковой вид. Глубокое рассечение. Нижняя височная извилина обозначена внизу по центру.
  • Нижняя височная извилина, правое полушарие.
    Нижняя височная извилина, правое полушарие.
  • Нижняя височная извилина выделена зеленым цветом на коронарных Т1-снимках МРТ
    Нижняя височная извилина выделена зеленым цветом на коронарных Т1-снимках МРТ
  • Нижняя височная извилина выделена зеленым цветом на сагиттальных изображениях Т1 МРТ
    Нижняя височная извилина выделена зеленым цветом на сагиттальных изображениях Т1 МРТ
  • Нижняя височная извилина выделена зеленым цветом на поперечных изображениях Т1 МРТ
    Нижняя височная извилина выделена зеленым цветом на поперечных изображениях Т1 МРТ

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Балдауф, Д.; Десимоне, Р. (2014-04-25). «Нейронные механизмы объектно-ориентированного внимания». Science . 344 (6182): 424–427. Bibcode :2014Sci...344..424B. doi : 10.1126/science.1247003 . ISSN  0036-8075. PMID  24763592. S2CID  34728448.
  2. ^ ROSA LAFER-SOUSA и BEVIL CONWAY (20 октября 2013 г.). «Параллельная, многоступенчатая обработка цветов, лиц и форм в нижней височной коре макаки». Nature Neuroscience . 16 (12): 1870–1878. doi :10.1038/nn.3555. PMC 3957328 . PMID  24141314. 
  3. ^ Хэксби указывает, что несколько исследований обнаружили восприятие лица в нижней височной борозде, при этом большинство участков находятся в других частях мозга: стр. 2, Хэксби и др. (2000) «Распределенная человеческая нейронная система восприятия лица» Тенденции в когнитивных науках 4 (6) июнь 2000 г., 11 стр.
  4. ^ БРЮС ГОЛДМАН (16 апреля 2013 г.). «Ученые определили область мозга, отвечающую за распознавание цифр». Медицинская школа Стэнфорда . Получено 30 апреля 2013 г.
  5. ^ Poggio, Tomaso; Anselmi, Fabio (23 сентября 2016 г.). Зрительная кора и глубокие сети . MIT Press. стр. 45–51. ISBN 978-0-262-03472-2.
  6. ^ ab Kolb, B; Whishaw, IQ (2014). Введение в мозг и поведение (четвертое изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Worth. стр. 282–312.
  7. ^ Гросс, К. Г. (2008). «Нижняя височная кора». Scholarpedia . 3 (12): 7294. Bibcode :2008SchpJ...3.7294G. doi : 10.4249/scholarpedia.7294 .
  8. ^ Пессоа Л., Тутелл Р., Унгерлейдер Л.Г., Сквайр Л.Р., Блум Ф.Е., Макконнел СК., Робертс Дж.Л., Спитцер Н.К., Зигмонд М.Дж., ред. (2008). «Визуальное восприятие объектов». Фундаментальная нейронаука (третье изд.).[ требуется разъяснение ]
  9. ^ Денис, Катриен; Вим Вандуффель; Денис Файз; Коэн Нелиссен; Хендрик Пьюскенс; Дэвид Ван Эссен; Гай А. Орбан (10 марта 2004 г.). «Обработка визуальной формы в коре головного мозга человека и нечеловеческих приматов: исследование функциональной магнитно-резонансной томографии». Журнал нейронауки . 24 (24(10): 2551–2565): 2551–2565. doi :10.1523/JNEUROSCI.3569-03.2004. PMC 6729498 . PMID  15014131. 
  10. ^ Колб, Брайан; Уишоу, Ян К. (2014). Введение в мозг и поведение (четвертое изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Worth. С. 282–312.
  11. ^ Мишкин, Мортимер; Ангерлейдер, Лесли Г. (1982). «Две корковые зрительные системы» (PDF) . Издательство MIT. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  12. ^ Creem, Sarah H.; Proffitt, Dennis R. (2001). «Определение корковых визуальных систем: «Что», «Где» и «Как»» (PDF) . Acta Psychologica . 107 (1–3): 43–68. doi :10.1016/s0001-6918(01)00021-x. PMID  11388142. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-11-12 . Получено 2013-11-12 .
  13. ^ Гросс, К. Г. (2007). «Исследования отдельных нейронов нижней височной коры». Neuropsychologia . 46 (3): 841–852. doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2007.11.009. PMID  18155735. S2CID  16008718.
  14. ^ Драгой, Валентин. "Глава 15: Визуальная обработка: корковые пути". Архивировано из оригинала 9 апреля 2014 года . Получено 12 ноября 2013 года .
  15. ^ Гросс, Чарльз (2008). «Нижняя височная кора». Scholarpedia . 3 (12): 7294. Bibcode : 2008SchpJ...3.7294G. doi : 10.4249/scholarpedia.7294 .
  16. ^ Спиридон, М.; Фишль, Б.; Канвишер, Н. (2006). «Расположение и пространственный профиль категорийно-специфических регионов в экстрастриарной коре человека». Картирование человеческого мозга . 27 (1): 77–89. doi :10.1002/hbm.20169. PMC 3264054. PMID 15966002  . 
  17. ^ Денис и др. (10 марта 2004 г.). «Обработка визуальной формы в коре головного мозга человека и нечеловекообразных приматов: исследование функциональной магнитно-резонансной томографии». Журнал нейронауки . 24 (10): 2551–2565. doi :10.1523/JNEUROSCI.3569-03.2004. PMC 6729498. PMID  15014131 . 
  18. ^ Накаяма, Кен. «Исследование прозопагнозии». Президент и члены Гарвардского колледжа . Проверено 9 ноября 2013 г.
  19. ^ Гросс, Чарльз (29 января 1992 г.). «Представление визуальных стимулов в нижней височной коре» (PDF) . Philosophical Transactions: Biological Sciences . Обработка изображения лица. 335 (1273): 3–10. doi :10.1098/rstb.1992.0001. PMID  1348134. Архивировано из оригинала (PDF) 25 декабря 2013 г. . Получено 9 ноября 2013 г. .
  20. ^ Meadows, JC (1974). «Анатомическая основа прозопагнозии». Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии . 37 (5): 489–501. doi : 10.1136/jnnp.37.5.489. PMC 494693. PMID  4209556. 
  21. ^ Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, et al., eds. (2001). "Повреждения в височной ассоциативной коре: дефицит распознавания". Neuroscience (2nd ed.) . Получено 11 ноября 2013 г.
  22. ^ ab Chan, D; Fox NC; Crum WR; Whitwell JL; Leschziner G; Rossor AM; Stevens JM; Cipolotti L; Rossor MN (апрель 2001 г.). «Модели атрофии височной доли при семантической деменции и болезни Альцгеймера». Annals of Neurology . 49 (4): 433–42. CiteSeerX 10.1.1.569.8292 . doi :10.1002/ana.92. PMID  11310620. S2CID  41627534. 
  23. ^ Heywood, CA; Gaffan D; Cowey A (1995). "Церебральная ахроматопсия у обезьян" (PDF) . European Journal of Neuroscience . 7 (5): 1064–1073. doi :10.1111/j.1460-9568.1995.tb01093.x. PMID  7613611. S2CID  25787249 . Получено 11 ноября 2013 г. .
На Викискладе есть медиафайлы по теме Нижняя височная извилина .
  • Изображение в Университете Юты
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Нижняя_височная_извилина&oldid=1228766563"