Hubel a Wiesel & neurální základ vizuálního vnímání

Snap! Praskání! Tati!

to jsou zvuky, že Profesoři David Hubel a Torsten Wiesel slyšel v počátku roku 1950, kdy nahráli z neuronů v mozkové kůře kočky, jak se pohybovali světlé linky po celé sítnici. Během svých nahrávek si všimli několika zajímavých věcí: (1) neurony vystřelil pouze tehdy, když linka byla v určitém místě na sítnici, (2) aktivita těchto neuronů měnit v závislosti na orientaci linie, a (3) někdy neurony vystřelil pouze tehdy, když linka byla pohybující se v určitém směru.

Zvyšte hlasitost a poslouchejte neuronální aktivitu těchto neuronů vizuální kůry!

klasické pokusy Hubel a Wiesel jsou zásadní pro naše pochopení toho, jak neurony podél zrakové dráhy extrakt stále složitější informace z vzor světla vrhá na sítnici vytvořit obraz. Pro jednoho, ukázali, že ve vizuální kůře je topografická mapa, která představuje zorné pole, kde blízké buňky zpracovávají informace z blízkých vizuálních polí. Navíc jejich práce určila, že neurony ve vizuální kůře jsou uspořádány v přesné architektuře. Buňky s podobnými funkcemi jsou uspořádány do sloupce, drobné výpočetní stroje, které relé informace do vyšší oblasti mozku, kde vizuální obraz je tvořen. Ve všech, jejich práce odhalila, jak vizuální kortikální neurony kódovaný obraz, funkce, základní vlastnosti objektů, které nám pomáhají budovat naše vnímání světa kolem nás.

Ale neměli začít s tak jednoznačné výsledky a precizní nahrávky. Jejich počáteční objev byl spíše výsledkem čistého štěstí! Práce v malém sklepě laboratory na Johns Hopkins, Hubel a Wiesel se snažil najít nějaké neuronální aktivity v kočičím mozku, které souvisí s obrázky, tmavé a světlé skvrny. Stále více frustrovaní, mávali rukama, vyskočil, a dokonce zobrazoval obrázky okouzlujících žen z časopisů! Bohužel, nic.

poté, když posunuli sklíčko v oftalmoskopu, zaslechli buňku ve zrakové kůře kočky. Okraj sklíčka vrhl slabou, rovnou, úzkou linii na sítnici kočky. Devět hodin studovali celu a pak běhali po chodbě a křičeli radostí!

můžete slyšet Dr. Hubel to popsat tady:

Krátce poté, co bylo oznámeno, že Hubel a Wiesel by být udělena Nobelova Cena za Fyziologii a Medicínu v roce 1981, Dr. Hubel řekl, „Tam byl mýtus, že mozek nemůže pochopit sám. Přirovnává se k muži, který se snaží zvednout vlastními bootstrapy. Máme pocit, že je to nesmysl. Mozek lze studovat stejně jako ledviny.“

Touché, Dr. Hubel, touché.

~

Obrázek od Jooyeun Lee.