14.2: المعالجة المركزية
- Page ID
- 203146
أهداف التعلم
- وصف المسارات التي تتبعها الأنظمة الحسية في الجهاز العصبي المركزي
- فرّق بين المسارين الصاعدين الرئيسيين في الحبل الشوكي
- وصف مسار الإدخال الحسي الجسدي من الوجه ومقارنته بالمسارات الصاعدة في الحبل الشوكي
- شرح التمثيل الطبوغرافي للمعلومات الحسية في نظامين على الأقل
- وصف مسارين للمعالجة المرئية والوظائف المرتبطة بكل منهما
مسارات حسية
تقوم مناطق محددة من الجهاز العصبي المركزي بتنسيق العمليات الجسدية المختلفة باستخدام المدخلات الحسية والمخرجات الحركية للأعصاب الطرفية. الحالة البسيطة هي رد الفعل الناجم عن تشابك بين محور عصبي حسي ظهري وعصب حركي في القرن البطني. من الممكن اتخاذ ترتيبات أكثر تعقيدًا لدمج المعلومات الحسية الطرفية مع العمليات العليا. يمكن فصل المناطق المهمة من الجهاز العصبي المركزي التي تلعب دورًا في العمليات الجسدية إلى جذع دماغ الحبل الشوكي، والدماغ، والقشرة الدماغية، والهياكل تحت القشرية.
الحبل الشوكي وجذع الدماغ
يُشار إلى المسار الحسي الذي يحمل الأحاسيس المحيطية إلى الدماغ باسم المسار التصاعدي أو الجهاز التصاعدي. تتبع كل من الطرائق الحسية المختلفة مسارات محددة من خلال الجهاز العصبي المركزي. تعمل المنبهات اللمسية وغيرها من المحفزات الحسية الجسدية على تنشيط المستقبلات في الجلد والعضلات والأوتار والمفاصل في جميع أنحاء الجسم. ومع ذلك، تنقسم المسارات الحسية الجسدية إلى نظامين منفصلين على أساس موقع الخلايا العصبية المستقبلة. تمر المنبهات الحسية الجسدية من أسفل الرقبة على طول المسارات الحسية للحبل الشوكي، في حين تنتقل المنبهات الحسية الجسدية من الرأس والرقبة عبر الأعصاب القحفية - على وجه التحديد، الجهاز ثلاثي التوائم.
يعد نظام العمود الظهري (يشار إليه أحيانًا باسم العمود الظهري - الليمنسك الإنسي) والقناة الشوكية مسارين رئيسيين يجلبان المعلومات الحسية إلى الدماغ (الشكل\(\PageIndex{1}\)). تتكون المسارات الحسية في كل من هذه الأنظمة من ثلاث خلايا عصبية متتالية.
يبدأ نظام العمود الظهري بمحور عصبة العقدة الظهرية التي تدخل الجذر الظهري إلى الجذر الظهري وتنضم إلى المادة البيضاء للعمود الظهري في الحبل الشوكي. عندما تدخل محاور هذا المسار إلى العمود الظهري، فإنها تتخذ ترتيبًا موضعيًا بحيث تضع المحاور من المستويات الأدنى من الجسم نفسها في المنتصف، بينما تضع المحاور من المستويات العليا من الجسم نفسها أفقيًا. يتم فصل العمود الظهري إلى مسارين مكونين، هما الباسيكولوس غراسيليس الذي يحتوي على محاور من الساقين والجزء السفلي من الجسم، والحزام المسنن الذي يحتوي على محاور من الجزء العلوي من الجسم والذراعين.
تنتهي المحاور الموجودة في العمود الظهري في نوى النخاع، حيث تتشابك كل منها مع الخلية العصبية الثانية في مسارها الخاص. النواة الجراسيلية هي الهدف للألياف في العصارة الجراسيلية، في حين أن النواة المسمارية هي هدف الألياف في النسيج المسندي. تنطلق الخلية العصبية الثانية في النظام من إحدى النوتين ثم تنحل أو تعبر الخط الأوسط للنخاع. ثم تستمر هذه المحاور في صعود جذع الدماغ كحزمة تسمى الليمنسك الإنسي. تنتهي هذه المحاور في المهاد، حيث تتشابك كل منها مع الخلية العصبية الثالثة في مسارها الخاص. تقوم الخلية العصبية الثالثة في النظام بتوجيه محاورها إلى التلفيف ما بعد المركزي للقشرة الدماغية، حيث تتم معالجة المنبهات الحسية الجسدية في البداية ويحدث الإدراك الواعي للمنبه.
تبدأ القناة السبينوثالامية أيضًا بالخلايا العصبية في العقدة الجذرية الظهرية. تمد هذه الخلايا العصبية محاورها إلى القرن الظهري، حيث تتشابك مع الخلية العصبية الثانية في مسارها الخاص. يأتي اسم «spinothalamic» من هذا العصبون الثاني، الذي يوجد جسمه الخلوي في المادة الرمادية للحبل الشوكي ويتصل بالمهاد. ثم تنتشر المحاور من هذه الخلايا العصبية الثانية داخل الحبل الشوكي وتصعد إلى الدماغ وتدخل المهاد، حيث تتشابك كل منها مع الخلية العصبية الثالثة في مسارها الخاص. تقوم الخلايا العصبية في المهاد بعد ذلك بنقل محاورها العصبية إلى القناة الشوكية، التي تتشابك في التلفيف ما بعد المركزي للقشرة الدماغية.
يتشابه هذان النظامان من حيث أنهما يبدآن بخلايا العقدة الجذرية الظهرية، كما هو الحال مع معظم المعلومات الحسية العامة. نظام العمود الظهري مسؤول بشكل أساسي عن أحاسيس اللمس والاستقبال العميق، في حين أن مسار القناة الشوكية مسؤول بشكل أساسي عن الإحساس بالألم ودرجة الحرارة. ومن أوجه التشابه الأخرى أن الخلايا العصبية الثانية في كلا المسارين متناقضة، لأنها تظهر عبر خط الوسط إلى الجانب الآخر من الدماغ أو الحبل الشوكي. في نظام العمود الظهري، يحدث هذا التخبط في جذع الدماغ؛ في المسار السبينوثالامي، يحدث في الحبل الشوكي على نفس مستوى الحبل الشوكي الذي تم إدخال المعلومات عنده. الخلايا العصبية الثالثة في المسارين هي نفسها بشكل أساسي. في كلتا الحالتين، تنطلق المشابك العصبية الثانية في المهاد، والعصب المهاد إلى القشرة الحسية الجسدية.
يحمل المسار الثلاثي معلومات حسية جسدية من الوجه والرأس والفم والتجويف الأنفي. كما هو الحال مع المسالك العصبية التي تمت مناقشتها سابقًا، تشتمل المسارات الحسية لمسار مثلث التوائم على ثلاث خلايا عصبية متتالية. أولاً، تدخل المحاور من العقدة ثلاثية التوائم جذع الدماغ على مستوى البركة. تتجه هذه المحاور إلى واحد من ثلاثة مواقع. تتلقى النواة الشوكية ثلاثية التوائم للنخاع معلومات مشابهة لتلك التي يحملها الجهاز السبينوثالامي، مثل الإحساس بالألم ودرجة الحرارة. تذهب المحاور الأخرى إما إلى النواة الحسية الرئيسية في الأحواض أو نوى الدماغ المتوسط في الدماغ المتوسط. تستقبل هذه النوى معلومات مثل تلك التي يحملها نظام العمود الظهري، مثل اللمس والضغط والاهتزاز والاستقبال العميق. تنحسر المحاور من العصبون الثاني وتصعد إلى المهاد على طول القناة الثلاثية. في المهاد، يتشابك كل محور عصبي مع الخلية العصبية الثالثة في مسارها الخاص. ثم تنتقل المحاور العصبية من الخلية العصبية الثالثة من المهاد إلى القشرة الحسية الجسدية الأولية للمخ.
ينتقل المسار الحسي للتلذذ على طول الأعصاب القحفية الوجهية واللغوية البلعومية، والتي تتشابك مع الخلايا العصبية للنواة الانفرادية في جذع الدماغ. ثم تنتقل المحاور العصبية من النواة الانفرادية إلى النواة الخلفية البطنية للمهاد. أخيرًا، تنطلق المحاور العصبية من النواة الخلفية البطنية إلى القشرة الذوقية للقشرة الدماغية، حيث تتم معالجة الذوق وإدراكه بوعي.
ينتقل المسار الحسي للاختبار على طول العصب الدهليزي القوقعي، الذي يتشابك مع الخلايا العصبية في نواة قوقعة النخاع العلوي. داخل جذع الدماغ، يتم دمج المدخلات من أي من الأذنين لاستخراج معلومات الموقع من المنبهات السمعية. في حين أن المنبهات السمعية الأولية التي يتم تلقيها في القوقعة تمثل بدقة تردد أو درجة حرارة المنبهات، يمكن تحديد مواقع الأصوات من خلال مقارنة المعلومات التي تصل إلى كلتا الأذنين.
توطين الصوت هو سمة من سمات المعالجة المركزية في النواة السمعية لجذع الدماغ. يتم تحقيق توطين الصوت من خلال حساب الدماغ لفرق التوقيت بين الأذنين وفرق الكثافة بين الأذنين. يصل الصوت الصادر من موقع معين إلى كل أذن في أوقات مختلفة، ما لم يكن الصوت أمام المستمع مباشرة. إذا كان مصدر الصوت على يسار المستمع قليلاً، فسيصل الصوت إلى الأذن اليسرى بميكروثانية قبل وصوله إلى الأذن اليمنى (الشكل\(\PageIndex{2}\)). هذا الفارق الزمني هو مثال على فرق التوقيت بين الأذنين. أيضًا، سيكون الصوت أعلى قليلاً في الأذن اليسرى منه في الأذن اليمنى لأن بعض الموجات الصوتية التي تصل إلى الأذن المقابلة يتم حظرها بواسطة الرأس. هذا مثال على اختلاف الكثافة بين الأذنين.
تستمر المعالجة السمعية حتى تصل إلى نواة في الدماغ المتوسط تسمى الكوليكولوس السفلي. المحاور العصبية من مشروع الكوليكولوس السفلي إلى موقعين، المهاد والمغص العلوي. تستقبل النواة الإنسية للمهاد المعلومات السمعية ثم تنقل تلك المعلومات إلى القشرة السمعية في الفص الصدغي للقشرة الدماغية. يتلقى الكوليكولوس العلوي المدخلات من الأنظمة البصرية والحسية الجسدية، وكذلك الأذنين، لبدء تحفيز العضلات التي تحول الرأس والرقبة نحو التحفيز السمعي.
يتم تنسيق التوازن من خلال الجهاز الدهليزي، الذي تتكون أعصابه من محاور من العقدة الدهليزية التي تحمل المعلومات من القنوات البدينة والقناة الصغيرة ونصف الدائرية. يساهم النظام في التحكم في حركات الرأس والرقبة استجابة للإشارات الدهليزية. تتمثل إحدى الوظائف المهمة للنظام الدهليزي في تنسيق حركات العين والرأس للحفاظ على الانتباه البصري. تنتهي معظم المحاور في النواة الدهليزية للنخاع. تنتقل بعض المحاور من العقدة الدهليزية مباشرة إلى المخيخ، مع عدم وجود تشابك متشابك متداخل في النواة الدهليزية. المخيخ مسؤول بشكل أساسي عن بدء الحركات على أساس معلومات التوازن.
تقوم الخلايا العصبية في النواة الدهليزية بتوجيه محاورها إلى أهداف في جذع الدماغ. أحد الأهداف هو التكوين الشبكي، الذي يؤثر على وظائف الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية فيما يتعلق بحركات الجسم. الهدف الثاني لمحاور الخلايا العصبية في النواة الدهليزية هو الحبل الشوكي، الذي يبدأ ردود الفعل الشوكية المرتبطة بالوضعية والتوازن. لمساعدة النظام البصري، تنطلق ألياف النواة الدهليزية إلى المحرك البصري والنواة وتخطف النوى للتأثير على الإشارات المرسلة على طول الأعصاب القحفية. تشكل هذه الوصلات مسار الانعكاس الدهليزي والعيني (VOR)، الذي يعوض حركة الرأس والجسم عن طريق تثبيت الصور على شبكية العين (الشكل\(\PageIndex{3}\)). أخيرًا، تنطلق النواة الدهليزية إلى المهاد لتنضم إلى المسار الاستباقي لنظام العمود الظهري، مما يسمح بالإدراك الواعي للتوازن.
تعتبر اتصالات العصب البصري أكثر تعقيدًا من تلك الموجودة في الأعصاب القحفية الأخرى. بدلاً من أن تكون الروابط بين كل عين والدماغ، يتم فصل المعلومات المرئية بين الجانبين الأيسر والأيمن من المجال البصري. بالإضافة إلى ذلك، تظهر بعض المعلومات من جانب واحد من المجال البصري على الجانب الآخر من الدماغ. داخل كل عين، تنقطع المحاور البارزة من الجانب الإنسي للشبكية عند الهوة البصرية. على سبيل المثال، تعبر المحاور من الشبكية الإنسية للعين اليسرى إلى الجانب الأيمن من الدماغ عند الهوة البصرية. ومع ذلك، داخل كل عين، لا تنقطع المحاور البارزة من الجانب الجانبي للشبكية. على سبيل المثال، تعود المحاور من الشبكية الجانبية للعين اليمنى إلى الجانب الأيمن من الدماغ. لذلك تتم معالجة مجال الرؤية الأيسر لكل عين على الجانب الأيمن من الدماغ، بينما تتم معالجة مجال الرؤية الأيمن لكل عين على الجانب الأيسر من الدماغ (الشكل\(\PageIndex{4}\)).
العرض السريري الفريد الذي يتعلق بهذا الترتيب التشريحي هو فقدان الرؤية المحيطية الجانبية، والمعروفة باسم قصر النظر الثنائي. هذا يختلف عن «الرؤية النفقية» لأن الحقول الطرفية العلوية والدنيا لا تضيع. يمكن أن يكون عجز المجال البصري مزعجًا للمريض، ولكن في هذه الحالة، السبب ليس داخل النظام البصري نفسه. يضغط نمو الغدة النخامية على التصدع البصري ويتداخل مع إرسال الإشارة. ومع ذلك، لا تتأثر المحاور التي تظهر على نفس الجانب من الدماغ. لذلك، يفقد المريض المناطق الخارجية من مجال رؤيته ولا يمكنه رؤية الأشياء على يمينه ويساره.
بدءًا من الهوة البصرية، يُشار إلى محاور النظام البصري بالقناة البصرية بدلاً من العصب البصري. يحتوي الجهاز البصري على ثلاثة أهداف رئيسية، اثنان في الدماغ المزدوج وواحد في الدماغ المتوسط. تظهر العلاقة بين العينين والدماغ أثناء التطور، حيث يختلف النسيج العصبي للشبكية عن نسيج الدماغ المزدوج من خلال نمو الحويصلات الثانوية. تعتبر اتصالات شبكية العين بالجهاز العصبي المركزي عائقًا من هذه الرابطة التنموية. معظم وصلات القناة البصرية هي إلى المالاموس - على وجه التحديد، النواة الدائرية الجانبية. ثم تنتقل المحاور العصبية من هذه النواة إلى القشرة البصرية للمخ، الموجودة في الفص القذالي. الهدف الآخر للقناة البصرية هو الكوليكولوس العلوي.
بالإضافة إلى ذلك، ينتقل عدد صغير جدًا من محاور RGC من الهوة البصرية إلى النواة فوق الصوتية لمنطقة ما تحت المهاد. تعتبر RGCs هذه حساسة للضوء، من حيث أنها تستجيب لوجود الضوء أو عدم وجوده. على عكس المستقبلات الضوئية، لا يمكن استخدام هذه RGCs الحساسة للضوء لإدراك الصور. بمجرد الاستجابة لغياب الضوء أو وجوده، يمكن لـ RGCs إرسال معلومات حول طول اليوم. تحدد النسبة المتصورة من ضوء الشمس إلى الظلام الإيقاع اليومي لأجسامنا، مما يسمح بحدوث بعض الأحداث الفسيولوجية في نفس الوقت تقريبًا كل يوم.
داينيفيالون
يقع الدماغ المزدوج تحت الدماغ ويشمل المهاد وما تحت المهاد. في الجهاز العصبي الجسدي، يعد المهاد مرحلًا مهمًا للتواصل بين الدماغ وبقية الجهاز العصبي. يحتوي المهاد على وظائف جسدية واستقلالية. بالإضافة إلى ذلك، يتواصل المهاد مع الجهاز الحوفي، الذي يتحكم في العواطف ووظائف الذاكرة.
تأتي المدخلات الحسية للمهاد من معظم الحواس الخاصة والمسالك الحسية الجسدية الصاعدة. يتم نقل كل نظام حسي من خلال نواة معينة في المهاد. يعد المهاد نقطة نقل مطلوبة لمعظم المسالك الحسية التي تصل إلى القشرة الدماغية، حيث يبدأ الإدراك الحسي الواعي. الاستثناء الوحيد لهذه القاعدة هو نظام حاسة الشم. تمتد محاور الجهاز الشمي من البصلة الشمية مباشرة إلى القشرة الدماغية، جنبًا إلى جنب مع الجهاز الحوفي ومنطقة ما تحت المهاد.
المهاد عبارة عن مجموعة من عدة نوى يمكن تصنيفها إلى ثلاث مجموعات تشريحية. تحدد المادة البيضاء التي تمر عبر المهاد المناطق الرئيسية الثلاث للمهاد، وهي النواة الأمامية والنواة الإنسية ومجموعة جانبية من النوى. تعمل النواة الأمامية كمرحل بين منطقة ما تحت المهاد والجهاز الحوفي الذي ينتج العاطفة والذاكرة. تعمل النوى الإنسية كمرحل للمعلومات من الجهاز الحوفي والعقد القاعدية إلى القشرة الدماغية. يسمح هذا بإنشاء الذاكرة أثناء التعلم، ولكنه يحدد أيضًا اليقظة. ترتبط الحواس الخاصة والجسدية بالنواة الجانبية، حيث يتم نقل معلوماتها إلى القشرة الحسية المناسبة للمخ.
المعالجة القشرية
كما هو موضح سابقًا، يتم وضع العديد من المحاور الحسية بنفس الطريقة التي يتم بها وضع خلايا المستقبل المقابلة لها في الجسم. يسمح ذلك بتحديد موضع الحافز على أساس الخلايا المستقبلة التي ترسل المعلومات. تحافظ القشرة الدماغية أيضًا على هذه التضاريس الحسية في مناطق معينة من القشرة التي تتوافق مع موضع الخلايا المستقبلة. تقدم القشرة الحسية الجسدية مثالاً يتم فيه، في الأساس، تحديد مواقع المستقبلات الحسية الجسدية في الجسم على القشرة الحسية الجسدية. غالبًا ما يتم تصوير هذه الخريطة باستخدام الهومونكولوس الحسي (الشكل\(\PageIndex{5}\)).
يأتي مصطلح homunculus من الكلمة اللاتينية التي تعني «الرجل الصغير» ويشير إلى خريطة لجسم الإنسان موضوعة عبر جزء من القشرة الدماغية. في القشرة الحسية الجسدية، يتم تمثيل الأعضاء التناسلية الخارجية والقدمين والساقين السفلية على الوجه الإنسي للتلفيف داخل الشق الطولي. عندما ينحني التلفيف خارج الشق وعلى طول سطح الفص الجداري، تستمر خريطة الجسم عبر الفخذين والوركين والجذع والكتفين والذراعين واليدين. يكون الرأس والوجه جانبيين للأصابع فقط عندما يقترب التلفيف من التلم الجانبي. يتم تمثيل الجسم في هذه الخريطة الطبوغرافية من وسطي إلى جانبي من الجزء السفلي إلى الجزء العلوي من الجسم. ويُعد هذا استمرارًا للترتيب الطبوغرافي الذي يظهر في نظام العمود الظهري، حيث تُنقل المحاور العصبية من الجزء السفلي من الجسم في الغلاف الجليدي، بينما تُحمل المحاور العصبية من الجزء العلوي من الجسم في الغلاف المسدود. مع استمرار نظام العمود الظهري في النخاع الإنسي، يتم الحفاظ على هذه العلاقات. أيضًا، تمتد محاور الرأس والرقبة الممتدة من نوى مثلث التوائم إلى المهاد بجوار ألياف الجزء العلوي من الجسم. تحافظ الوصلات عبر المهاد على التضاريس بحيث يتم الحفاظ على المعلومات التشريحية. لاحظ أن هذه المراسلات لا تؤدي إلى نسخة مصغرة تمامًا من الجسم، ولكنها تبالغ في المناطق الأكثر حساسية في الجسم، مثل الأصابع والوجه السفلي. يتم تعيين المناطق الأقل حساسية من الجسم، مثل الكتفين والظهر، إلى مناطق أصغر في القشرة.
وبالمثل، يتم الحفاظ على العلاقة الطبوغرافية بين شبكية العين والقشرة البصرية في جميع أنحاء المسار البصري. يتم عرض المجال البصري على شبكية العين، كما هو موضح أعلاه، مع الفرز عند الهوة البصرية. يقع المجال البصري المحيطي الأيمن على الجزء الإنسي من الشبكية اليمنى والجزء الجانبي من الشبكية اليسرى. ثم تنتقل الشبكية الإنسية اليمنى عبر خط الوسط من خلال التصدع البصري. ينتج عن هذا المجال البصري الأيمن الذي تتم معالجته في القشرة البصرية اليسرى. وبالمثل، تتم معالجة الحقل البصري الأيسر في القشرة البصرية اليمنى (انظر الشكل\(\PageIndex{4}\)). على الرغم من أن التصدع يساعد في فرز المعلومات المرئية اليمنى واليسرى، إلا أنه يتم الاحتفاظ بالمعلومات المرئية المتفوقة والدنيا طوبوغرافيًا في المسار المرئي. يسقط الضوء المنبعث من المجال البصري العلوي على الشبكية السفلية، ويسقط الضوء القادم من المجال البصري السفلي على الشبكية العلوية. يتم الحفاظ على هذه التضاريس بحيث تعالج المنطقة العليا من القشرة البصرية المجال البصري السفلي والعكس صحيح. لذلك، يتم عكس معلومات الحقل المرئي وعكسها عند دخولها إلى القشرة المرئية - لأعلى لأسفل، واليسار هو اليمين. ومع ذلك، تقوم القشرة بمعالجة المعلومات المرئية بحيث يكون الإدراك الواعي النهائي للمجال البصري صحيحًا. العلاقة الطبوغرافية واضحة في أن المعلومات من المنطقة النقطية للشبكية تتم معالجتها في وسط القشرة البصرية الأولية. تتم معالجة المعلومات من المناطق الطرفية للشبكية في المقابل باتجاه حواف القشرة البصرية. على غرار المبالغة في التماثل الحسي للقشرة الحسية الجسدية، فإن منطقة المعالجة النقطية للقشرة البصرية أكبر بشكل غير متناسب من المناطق التي تعالج الرؤية المحيطية.
في تجربة أجريت في الستينيات، ارتدى الأشخاص نظارات المنشور بحيث يتم عكس المجال البصري قبل الوصول إلى العين. في اليوم الأول من التجربة، كان الأشخاص يبتعدون عند الصعود إلى طاولة، معتقدين أنها معلقة من السقف. ومع ذلك، بعد بضعة أيام من التأقلم، تصرف الأشخاص كما لو تم تمثيل كل شيء بشكل صحيح. لذلك، فإن القشرة البصرية مرنة إلى حد ما في التكيف مع المعلومات التي تتلقاها من أعيننا (الشكل\(\PageIndex{6}\)).
تم وصف القشرة بأنها تحتوي على مناطق محددة مسؤولة عن معالجة معلومات محددة؛ هناك القشرة البصرية، والقشرة الحسية الجسدية، والقشرة الذوقية، وما إلى ذلك، ومع ذلك، فإن تجربتنا مع هذه الحواس ليست مقسمة. بدلاً من ذلك، نختبر ما يمكن الإشارة إليه على أنه مفهوم سلس. يتم دمج تصوراتنا عن الأساليب الحسية المختلفة - على الرغم من تميزها في محتواها - بواسطة الدماغ حتى نختبر العالم ككل مستمر.
في القشرة الدماغية، تبدأ المعالجة الحسية في القشرة الحسية الأولية، ثم تنتقل إلى منطقة الارتباط، وأخيرًا، إلى منطقة التكامل متعدد الوسائط. على سبيل المثال، يمتد المسار البصري من الشبكية عبر المهاد إلى القشرة البصرية الأولية في الفص القذالي. تقع هذه المنطقة بشكل أساسي في الجدار الإنسي داخل الشق الطولي. هنا، يبدأ التعرف على المنبهات البصرية كأشكال أساسية. يتم التعرف على حواف الكائنات ودمجها في أشكال أكثر تعقيدًا. أيضًا، تتم مقارنة المدخلات من كلتا العينين لاستخراج معلومات متعمقة. بسبب تداخل مجال الرؤية بين العينين، يمكن للدماغ أن يبدأ في تقدير مسافة المنبهات بناءً على إشارات العمق بين العينين.
شاهد هذا الفيديو لمعرفة المزيد حول كيفية إدراك الدماغ للحركة ثلاثية الأبعاد. على غرار الطريقة التي يوفر بها التباين الشبكي لرواد الأفلام ثلاثية الأبعاد طريقة لاستخراج المعلومات ثلاثية الأبعاد من المجال البصري ثنائي الأبعاد المسقط على شبكية العين، يمكن للدماغ استخراج معلومات حول الحركة في الفضاء من خلال مقارنة ما تراه العينان. إذا كانت حركة التحفيز البصري يسارًا في إحدى العينين ويمينًا في العين المقابلة، فإن الدماغ يفسر ذلك على أنه حركة باتجاه (أو بعيدًا) عن الوجه على طول خط الوسط. إذا رأت كلتا العينين جسمًا يتحرك في نفس الاتجاه، ولكن بمعدلات مختلفة، فماذا يعني ذلك بالنسبة للحركة المكانية؟
إدراك العمق والأفلام ثلاثية الأبعاد والأوهام البصرية
يتم عرض المجال البصري على سطح الشبكية، حيث تقوم المستقبلات الضوئية بتحويل الطاقة الضوئية إلى إشارات عصبية ليقوم الدماغ بتفسيرها. شبكية العين عبارة عن سطح ثنائي الأبعاد، لذا فهي لا تقوم بتشفير المعلومات ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك، يمكننا إدراك العمق. كيف يتم تحقيق ذلك؟
تعتمد طريقتان يمكننا من خلالهما استخراج معلومات العمق من إشارة الشبكية ثنائية الأبعاد على الإشارات أحادية العين والإشارات ثنائية العين، على التوالي. إشارات العمق الأحادية هي تلك التي تنتج عن المعلومات داخل المجال البصري ثنائي الأبعاد. يجب أن يكون أحد الكائنات التي تتداخل مع كائن آخر في المقدمة. الاختلافات النسبية في الحجم هي أيضًا إشارة. على سبيل المثال، إذا كانت كرة السلة تبدو أكبر من السلة، فيجب أن تكون السلة بعيدة. على أساس الخبرة، يمكننا تقدير مدى بُعد السلة. تقارن إشارات العمق بين العينين المعلومات الممثلة في شبكية العين لأنها لا ترى المجال البصري بنفس الطريقة تمامًا.
يتم فصل مراكز العينين بمسافة صغيرة، وهي حوالي 6 إلى 6.5 سم في معظم الناس. بسبب هذا الإزاحة، لا تقع المنبهات البصرية في نفس المكان تمامًا على كلتا الشبكية ما لم نركز عليها مباشرة وتسقط على النقرة في كل شبكية. جميع الكائنات الأخرى في المجال البصري، سواء كانت أقرب أو أبعد من الكائن المثبت، ستسقط على بقع مختلفة على شبكية العين. عندما تكون الرؤية ثابتة على جسم في الفضاء، ستسقط الأجسام الأقرب على الشبكية الجانبية لكل عين، وستسقط الأجسام البعيدة على الشبكية الإنسية لأي من العينين (الشكل\(\PageIndex{7}\)). يمكن ملاحظة ذلك بسهولة من خلال رفع إصبعك أمام وجهك وأنت تنظر إلى كائن بعيد. سترى صورتين لإصبعك تمثلان الصورتين المتباينتين الساقطتين على أي من شبكية العين.
يمكن استغلال إشارات العمق هذه، سواء أحادية العين أو ثنائية العين، لجعل الدماغ يعتقد أن هناك ثلاثة أبعاد في المعلومات ثنائية الأبعاد. هذا هو أساس الأفلام ثلاثية الأبعاد. الصورة المعروضة على الشاشة ثنائية الأبعاد، ولكنها تحتوي على معلومات متباينة مضمنة فيها. تقوم النظارات ثلاثية الأبعاد المتوفرة في المسرح بتصفية المعلومات بحيث ترى عين واحدة فقط نسخة واحدة مما يظهر على الشاشة، بينما ترى العين الأخرى الإصدار الآخر. إذا نزعت النظارة، فستظهر الصورة على الشاشة بدرجات متفاوتة من الضبابية لأن كلتا العينين تشاهدان كلا الطبقتين من المعلومات، والبعد الثالث لن يكون واضحًا. يمكن لبعض الأوهام البصرية الاستفادة من إشارات العمق أيضًا، على الرغم من أن هذه الإشارات غالبًا ما تستخدم إشارات أحادية العين لخداع الدماغ لرؤية أجزاء مختلفة من المشهد على أنها في أعماق مختلفة.
هناك منطقتان رئيسيتان تحيط بالقشرة الأولية والتي يشار إليها عادةً باسم المناطق V2 و V3 (القشرة البصرية الأولية هي المنطقة V1). هذه المناطق المحيطة هي قشرة الارتباط البصري. تقوم مناطق الارتباط المرئي بتطوير تصورات بصرية أكثر تعقيدًا عن طريق إضافة معلومات الألوان والحركة. ثم يتم إرسال المعلومات التي تتم معالجتها في هذه المناطق إلى مناطق الفص الصدغي والجداري. تحتوي المعالجة المرئية على تيارين منفصلين للمعالجة: أحدهما في الفص الصدغي والآخر في الفص الجداري. هذه هي التدفقات البطنية والظهرية، على التوالي (الشكل\(\PageIndex{8}\)). يحدد التيار البطني المنبهات البصرية وأهميتها. نظرًا لأن التيار البطني يستخدم هياكل الفص الصدغي، فإنه يبدأ بالتفاعل مع القشرة غير المرئية وقد يكون مهمًا في أن تصبح المنبهات البصرية جزءًا من الذكريات. يحدد التيار الظهري الأجسام في الفضاء ويساعد في توجيه حركات الجسم استجابة للمدخلات البصرية. يدخل التيار الظهري الفص الجداري، حيث يتفاعل مع المناطق القشرية الحسية الجسدية المهمة لإدراكنا للجسم وحركاته. يمكن أن يؤثر التيار الظهري بعد ذلك على نشاط الفص الجبهي حيث تنشأ الوظائف الحركية.
اضطرابات...
الدماغ: بروسوباغنوسيا
يمكن أن تكون حالات فشل الإدراك الحسي غير عادية وموهنة. هناك عجز حسي معين يمنع وظيفة اجتماعية مهمة للبشر وهو بروسوباغنوسيا أو عمى الوجه. تأتي الكلمة من الكلمات اليونانية prosopa، والتي تعني «الوجوه»، والأنوسيا، وهذا يعني «عدم المعرفة». قد يشعر بعض الأشخاص أنهم لا يستطيعون التعرف على الأشخاص بسهولة من خلال وجوههم. ومع ذلك، لا يمكن للشخص المصاب بالبروسوباغنوسيا التعرف على الأشخاص الأكثر شهرة في ثقافاتهم الخاصة. لن يتعرفوا على وجه أحد المشاهير أو شخصية تاريخية مهمة أو حتى أحد أفراد الأسرة مثل والدتهم. قد لا يتعرفون حتى على وجوههم.
يمكن أن يحدث البروسوباغنوسيا بسبب صدمة للدماغ، أو يمكن أن يكون موجودًا منذ الولادة. السبب الدقيق وراء الإصابة بالتهاب المفاصل وسبب حدوثه لبعض الأشخاص غير واضح. وجدت دراسة لأدمغة الأشخاص الذين ولدوا بالعجز أن منطقة معينة من الدماغ، وهي التلفيف المغزلي الأمامي للفص الصدغي، غالبًا ما تكون متخلفة. تهتم هذه المنطقة من الدماغ بالتعرف على المنبهات البصرية وارتباطها المحتمل بالذكريات. على الرغم من أن الأدلة ليست نهائية بعد، فمن المحتمل أن تكون هذه المنطقة هي المكان الذي يحدث فيه التعرف على الوجه.
على الرغم من أن هذه الحالة يمكن أن تكون مدمرة، إلا أن الأشخاص الذين يعانون منها يمكنهم التغلب عليها - غالبًا باستخدام إشارات أخرى للتعرف على الأشخاص الذين يرونهم. في كثير من الأحيان، يمكن أن يساعد صوت الشخص، أو وجود إشارات فريدة مثل ملامح الوجه المميزة (الشامة، على سبيل المثال) أو لون الشعر، المريض على التعرف على شخص مألوف. في مقطع الفيديو الخاص بـ prosopagnosia المقدم في هذا القسم، تظهر امرأة تواجه صعوبة في التعرف على المشاهير وأفراد الأسرة ونفسها. في بعض الحالات، يمكنها استخدام إشارات أخرى لمساعدتها على التعرف على الوجوه.
يعد عدم القدرة على التعرف على الأشخاص من خلال وجوههم مشكلة مزعجة. يمكن أن يكون ناتجًا عن صدمة، أو قد يكون فطريًا. شاهد هذا الفيديو لمعرفة المزيد عن الشخص الذي فقد القدرة على التعرف على الوجوه نتيجة الإصابة. لا يمكنها التعرف على وجوه أفراد الأسرة المقربين أو نفسها. ما هي المعلومات الأخرى التي يمكن للشخص الذي يعاني من بروسوباغنوسيا استخدامها لمعرفة من يراه؟
مراجعة الفصل
تدخل المدخلات الحسية للدماغ من خلال مسارات تنتقل عبر الحبل الشوكي (للمدخلات الحسية الجسدية من الجسم) أو جذع الدماغ (لكل شيء آخر، باستثناء الأنظمة البصرية والشمية) للوصول إلى الدماغ ثنائي الدماغ. في الدماغ المزدوج، تصل المسارات الحسية إلى المهاد. يعد ذلك ضروريًا لجميع الأنظمة الحسية للوصول إلى القشرة الدماغية، باستثناء الجهاز الشمي المرتبط مباشرة بالفصوص الأمامية والصدغية.
المسألتان الرئيسيتان في الحبل الشوكي، اللتان تنبعان من الخلايا العصبية الحسية في العقد الجذرية الظهرية، هما نظام العمود الظهري والقناة الشوكية. تكمن الاختلافات الرئيسية بين الاثنين في نوع المعلومات التي يتم نقلها إلى الدماغ وأين تنفد المسالك. يحمل نظام العمود الظهري بشكل أساسي معلومات حول اللمس والإدراك الحسي ويعبر خط الوسط في النخاع. يعتبر الجهاز السبينوثالاميك مسؤولاً بشكل أساسي عن الإحساس بالألم ودرجة الحرارة ويعبر خط الوسط في الحبل الشوكي عند المستوى الذي يدخل عنده. يضيف العصب ثلاثي التوائم معلومات الإحساس المماثلة من الرأس إلى هذه المسارات.
يمر المسار السمعي عبر نوى متعددة في جذع الدماغ حيث يتم استخلاص معلومات إضافية من محفزات التردد الأساسية التي تعالجها القوقعة. أصبح توطين الصوت ممكنًا من خلال نشاط هياكل جذع الدماغ هذه. يدخل الجهاز الدهليزي جذع الدماغ ويؤثر على النشاط في المخيخ والحبل الشوكي والقشرة الدماغية.
يفصل المسار البصري المعلومات عن العينين بحيث ينتقل نصف المجال البصري إلى الجانب الآخر من الدماغ. داخل المناطق القشرية البصرية، يتم تمرير إدراك المنبهات وموقعها على طول تيارين، أحدهما بطني والآخر ظهري. يتصل التيار البصري البطني بالهياكل الموجودة في الفص الصدغي والتي تعتبر مهمة لتكوين الذاكرة على المدى الطويل. يتفاعل التيار البصري الظهري مع القشرة الحسية الجسدية في الفص الجداري، ويمكنهما معًا التأثير على النشاط في الفص الجبهي لتوليد حركات الجسم فيما يتعلق بالمعلومات المرئية.
أسئلة الرابط التفاعلي
شاهد هذا الفيديو لمعرفة المزيد حول كيفية إدراك الدماغ للحركة ثلاثية الأبعاد. على غرار الطريقة التي يوفر بها التباين الشبكي لرواد الأفلام ثلاثية الأبعاد طريقة لاستخراج المعلومات ثلاثية الأبعاد من المجال البصري ثنائي الأبعاد المسقط على شبكية العين، يمكن للدماغ استخراج معلومات حول الحركة في الفضاء من خلال مقارنة ما تراه العينان. إذا كانت حركة التحفيز البصري يسارًا في إحدى العينين ويمينًا في العين المقابلة، فإن الدماغ يفسر ذلك على أنه حركة باتجاه (أو بعيدًا) عن الوجه على طول خط الوسط. إذا رأت كلتا العينين جسمًا يتحرك في نفس الاتجاه، ولكن بمعدلات مختلفة، فماذا يعني ذلك بالنسبة للحركة المكانية؟
الإجابة: في حين يُظهر الفيديو معلومات الحركة المعاكسة في كل عين لجسم يتحرك نحو الوجه في خط الوسط، فإن الحركة بعد أحد جانبي الرأس ستؤدي إلى حركة في نفس الاتجاه على كلتا شبكية العين، ولكنها ستكون أبطأ في العين على الجانب الأقرب إلى الجسم.
يعد عدم القدرة على التعرف على الأشخاص من خلال وجوههم مشكلة مزعجة. يمكن أن يكون ناتجًا عن صدمة، أو قد يكون فطريًا. شاهد هذا الفيديو لمعرفة المزيد عن الشخص الذي فقد القدرة على التعرف على الوجوه نتيجة الإصابة. لا يمكنها التعرف على وجوه أفراد الأسرة المقربين أو نفسها. ما هي المعلومات الأخرى التي يمكن للشخص الذي يعاني من بروسوباغنوسيا استخدامها لمعرفة من يراه؟
الإجابة: حتى إذا لم يتمكن الشخص من التعرف على وجه الشخص، فإن الإشارات الأخرى مثل الملابس أو تسريحة الشعر أو ميزة معينة مثل الأنف البارز أو شعر الوجه، يمكن أن تساعد في تحديد الهوية.
مراجعة الأسئلة
س: أي من هذه الطرائق الحسية لا تمر عبر المهاد البطني الخلفي؟
ألف- الذوقي
ب. استقبال الحس
ج. الاختبار
د. منع الحمل
الإجابة: ج
س: أي نواة في النخاع ترتبط بالكوليكولوس السفلي؟
أ. النواة الانفرادية
ب. النواة الدهليزية
C. النواة الحسية الرئيسية
د. نواة القوقعة
الإجابة: د
س: ستتم معالجة المنبهات البصرية في المجال البصري العلوي الأيسر في أي منطقة من القشرة البصرية الأولية؟
أ. الحق الأدنى
ب. اليسار السفلي
ج. حق متفوق
د. اليسار العلوي
الإجابة: أ
س: أي موقع في الجسم يحتوي على أكبر منطقة من القشرة الحسية الجسدية التي تمثلها، وفقًا للتناظر الحسي؟
أ. الشفاه
ب. الفخذ
ج. الكوع
د. رقبة
الإجابة: أ
س: أي مما يلي هو الهدف المباشر للعقدة الدهليزية؟
أ. كوليكولوس متفوق
ب. المخيخ
C. المهاد
د. التشابك البصري
الإجابة: ب
أسئلة التفكير النقدي
س: بعد حادث دراجة نارية، يفقد الضحية القدرة على تحريك الساق اليمنى ولكن لديه سيطرة طبيعية على الساق اليسرى، مما يشير إلى حدوث نصف في مكان ما في المنطقة الصدرية من الحبل الشوكي. ما هو العجز الحسي المتوقع من حيث اللمس مقابل الألم؟ اشرح إجابتك.
ج: ستشعر الساق اليمنى بمحفزات مؤلمة، ولكن لن تلمسها، لأن القناة الشوكية تتساقط عند مستوى الدخول، الذي سيكون تحت الإصابة، في حين أن نظام العمود الظهري لا ينضب حتى يصل إلى جذع الدماغ، الذي سيكون فوق الإصابة وبالتالي ستتضرر تلك الألياف.
س: يمكن أن يسبب ورم الغدة النخامية خسائر إدراكية في المجال البصري الجانبي. تقع الغدة النخامية مباشرة في الجزء السفلي من منطقة ما تحت المهاد. لماذا يحدث هذا؟
ج: عندما يتضخم الورم، فإنه سيضغط على التصدع البصري، وستتعطل الألياف من الشبكية الإنسية. تحمل هذه الألياف معلومات حول المجال البصري الجانبي لأن المشهد المرئي ينعكس عندما يمر الضوء عبر التلميذ والعدسة.
مسرد المصطلحات
- مسار تصاعدي
- بنية الألياف التي تنقل المعلومات الحسية من المحيط عبر الحبل الشوكي وجذع الدماغ إلى هياكل أخرى من الدماغ
- منطقة الرابطة
- منطقة من القشرة متصلة بمنطقة قشرية حسية أولية تقوم بمعالجة المعلومات بشكل أكبر لتوليد تصورات حسية أكثر تعقيدًا
- إشارات عمق ثنائية العين
- مؤشرات على مسافة المنبهات البصرية على أساس الاختلافات الطفيفة في الصور المعروضة على أي من شبكية العين
- النواة الحسية الرئيسية
- مكون من نواة ثلاثية التوائم الموجودة في الأحواض
- إيقاع الساعة البيولوجية
- الإدراك الداخلي للدورة اليومية للضوء والظلام بناءً على نشاط الشبكية المرتبط بأشعة الشمس
- منزوع
- لعبور خط الوسط، كما هو الحال في الألياف التي تمتد من جانب واحد من الجسم إلى الجانب الآخر
- نظام العمود الظهري
- الجهاز الصاعد للحبل الشوكي المرتبط باللمس الناعم والأحاسيس الحسية
- تيار ظهري
- الروابط بين المناطق القشرية من الفص القذالي إلى الفص الجداري المسؤولة عن إدراك الحركة البصرية وتوجيه الحركة للجسم فيما يتعلق بتلك الحركة
- القذارة المخروطية
- التقسيم الجانبي لنظام العمود الظهري المكون من ألياف من الخلايا العصبية الحسية في الجزء العلوي من الجسم
- غراسيكوس غراسيليس
- التقسيم الإنسي لنظام العمود الظهري المكون من ألياف من الخلايا العصبية الحسية في الجزء السفلي من الجسم
- كوليكولوس السفلي
- آخر هيكل في مسار جذع الدماغ السمعي الذي يمتد إلى المهاد والقولون العلوي
- فرق الكثافة بين الأذنين
- إشارة تستخدم للمساعدة في توطين الصوت في المستوى الأفقي الذي يقارن ارتفاع الصوت النسبي للأصوات في الأذنين، لأن الأذن الأقرب إلى مصدر الصوت ستسمع صوتًا أكثر كثافة قليلاً
- فرق التوقيت بين الأذنين
- إشارة تستخدم للمساعدة في توطين الصوت في المستوى الأفقي الذي يقارن الوقت النسبي لوصول الأصوات إلى الأذنين، لأن الأذن الأقرب إلى مصدر الصوت ستتلقى التحفيز بميكروثانية قبل الأذن الأخرى
- نواة حبيبية جانبية
- الهدف المهاد لـ RGCs الذي ينتقل إلى القشرة البصرية
- نواة نسجية وسطية
- الهدف المهاد لجذع الدماغ السمعي الذي ينتقل إلى القشرة السمعية
- ليمينسيكوس الإنسي
- القناة الليفية في نظام العمود الظهري التي تمتد من الأنوية الجراسيلية والمسمارية إلى المهاد، وتزول القشرة
- نواة الدماغ المتوسط
- مكون من نواة ثلاثية التوائم الموجودة في الدماغ المتوسط
- منطقة تكامل متعدد الوسائط
- منطقة القشرة الدماغية التي تتم فيها معالجة المعلومات من أكثر من طريقة حسية للوصول إلى وظائف قشرية ذات مستوى أعلى مثل الذاكرة أو التعلم أو الإدراك
- النواة المسمارية
- نواة النخاع حيث تتشابك الخلايا العصبية من الدرجة الأولى في نظام العمود الظهري تحديدًا من الجزء العلوي من الجسم والذراعين
- نيوكليوس جراسيليس
- نواة النخاع حيث تتشابك الخلايا العصبية من الدرجة الأولى في نظام العمود الظهري تحديدًا من الجزء السفلي من الجسم والساقين
- هوة بصرية
- نقطة الإنحدار في النظام البصري حيث تعبر ألياف الشبكية الإنسية إلى الجانب الآخر من الدماغ
- الجهاز البصري
- اسم لبنية الألياف التي تحتوي على محاور من شبكية العين الخلفية إلى الهوة البصرية التي تمثل موقع الجهاز العصبي المركزي
- القشرة الحسية الأولية
- منطقة القشرة الدماغية التي تتلقى في البداية المدخلات الحسية من مسار تصاعدي من المهاد وتبدأ المعالجة التي ستؤدي إلى إدراك واعي لتلك الطريقة
- الهومونكولوس الحسي
- التمثيل الطبوغرافي للجسم داخل القشرة الحسية الجسدية، مما يدل على التطابق بين الخلايا العصبية والمعالجة والمحفزات والحساسية.
- نواة انفرادية
- نواة النخاع التي تتلقى معلومات الذوق من أعصاب الوجه واللسان البلعومي
- نواة ثلاثية التوائم الشوكية
- مكون من نواة ثلاثية التوائم الموجودة في النخاع
- قناة سبينوثالاميك
- الجهاز الصاعد للحبل الشوكي المرتبط بالألم وأحاسيس درجة الحرارة
- كوليكولوس متفوق
- هيكل في الدماغ المتوسط يجمع بين المدخلات البصرية والسمعية والحسية الجسدية لتنسيق التمثيل المكاني والطبوغرافي للأنظمة الحسية الثلاثة
- نواة فوق كيميائية
- الهدف المهاد للشبكية الذي يساعد على تحديد الإيقاع اليومي للجسم على أساس وجود أو عدم وجود ضوء النهار
- نواة خلفية بطنية
- نواة في المهاد هي هدف الأحاسيس الذوقية وتنتشر إلى القشرة الدماغية
- تيار بطني
- الروابط بين المناطق القشرية من الفص القذالي إلى الفص الصدغي المسؤولة عن تحديد المنبهات البصرية
- نواة دهليزية
- أهداف المكون الدهليزي للعصب القحفي الثامن
- رد الفعل الدهليزي العيني (VOR)
- رد الفعل القائم على الروابط بين الجهاز الدهليزي والأعصاب القحفية لحركات العين التي تضمن استقرار الصور على شبكية العين أثناء تحرك الرأس والجسم