Hubel en Wiesel & de neurale Basis van visuele waarneming

Snap! Crackle! Pop!

dit zijn de geluiden die professoren David Hubel en Torsten Wiesel hoorden in de vroege jaren 1950 toen ze opnamen van neuronen in de visuele cortex van een kat, terwijl ze een heldere lijn over het netvlies bewogen. Tijdens hun opnames merkten ze een paar interessante dingen op: (1) de neuronen schoten alleen wanneer de lijn zich op een bepaalde plaats op het netvlies bevond, (2) de activiteit van deze neuronen veranderde afhankelijk van de oriëntatie van de lijn, en (3) soms schoten de neuronen alleen wanneer de lijn zich in een bepaalde richting bewoog.

Zet uw volume harder en luister naar de neuronale activiteit van deze visuele cortex neuronen!

de klassieke experimenten van Hubel en Wiesel zijn fundamenteel voor ons begrip van hoe neuronen langs de visuele route steeds complexere informatie halen uit het lichtpatroon dat op het netvlies wordt gegoten om een beeld te construeren. Voor één, toonden zij aan dat er een topografische kaart in de visuele cortex is die het gezichtsveld vertegenwoordigt, waar nabijgelegen cellen informatie van nabijgelegen visuele velden verwerken. Bovendien bepaalde hun werk dat neuronen in de visuele cortex zijn gerangschikt in een precieze architectuur. Cellen met soortgelijke functies zijn georganiseerd in kolommen, kleine computationele machines die informatie doorgeven aan een hoger gebied van de hersenen, waar een visueel beeld wordt gevormd. In totaal onthulde hun werk hoe visuele corticale neuronen beeldkenmerken codeerden, de fundamentele eigenschappen van objecten die ons helpen onze perceptie van de wereld om ons heen op te bouwen.

maar ze begonnen niet met zulke duidelijke resultaten en nauwgezette opnames. Integendeel, hun eerste ontdekking was het resultaat van puur geluk! Werken in een klein kelderlaboratorium in Johns Hopkins, hadden Hubel en Wiesel moeite om neuronale activiteit in de hersenen van katten te vinden die correleerde met beelden van donkere en lichte vlekken. Steeds meer gefrustreerd, zwaaiden ze met hun armen, sprongen rond en toonden zelfs beelden van glamoureuze vrouwen uit tijdschriften! Helaas, niets.

toen ze een dia verplaatsten in de oftalmoscoop, hoorden ze een cel in de visuele cortex van de kat. De rand van de dia had een zwakke, rechte, smalle lijn op het netvlies van de kat geworpen. Ze bestudeerden de cel negen uur en renden de gang door schreeuwend van vreugde!

u kunt Dr. Hubel het hier horen beschrijven:

kort nadat bekend werd dat Hubel en Wiesel in 1981 de Nobelprijs voor Fysiologie en geneeskunde zouden krijgen, zei Dr.Hubel: “er is een mythe dat de hersenen zichzelf niet kunnen begrijpen. Het wordt vergeleken met een man die zichzelf probeert op te tillen door zijn eigen laars. Wij vinden dat onzin. De hersenen kunnen worden bestudeerd net als de nieren.”

Touché, Dr. Hubel, touché.

~

foto door Jooyeun Lee.