Hubel och Wiesel & den neurala grunden för visuell uppfattning

Snap! Crackle! Pop!

det är de ljud som professorerna David Hubel och Torsten Wiesel hörde i början av 1950-talet när de spelade in från neuroner i en katts visuella cortex, när de rörde en ljus linje över näthinnan. Under sina inspelningar märkte de några intressanta saker: (1) neuronerna avfyrade endast när linjen var på en viss plats på näthinnan, (2) aktiviteten hos dessa neuroner förändrades beroende på linjens orientering, och (3) ibland avfyrade neuronerna endast när linjen rörde sig i en viss riktning.

skruva upp din volym och lyssna på neuronaktiviteten hos dessa visuella cortexneuroner!

de klassiska experimenten av Hubel och Wiesel är grundläggande för vår förståelse av hur neuroner längs den visuella vägen extraherar alltmer komplex information från mönstret av ljus som kastas på näthinnan för att konstruera en bild. För en visade de att det finns en topografisk karta i den visuella cortexen som representerar synfältet, där närliggande celler bearbetar information från närliggande synfält. Dessutom bestämde deras arbete att neuroner i den visuella cortexen är ordnade i en exakt arkitektur. Celler med liknande funktioner är organiserade i kolumner, små beräkningsmaskiner som vidarebefordrar information till en högre region i hjärnan, där en visuell bild bildas. Sammantaget avslöjade deras arbete hur visuella kortikala neuroner kodade bildfunktioner, de grundläggande egenskaperna hos objekt som hjälper oss att bygga vår uppfattning om världen omkring oss.

men de började inte med sådana tydliga resultat och noggranna inspelningar. Snarare var deras första upptäckt resultatet av ren tur! Hubel och Wiesel arbetade i ett litet källarlaboratorium vid Johns Hopkins och kämpade för att hitta någon neuronal aktivitet i kattens hjärna som korrelerade med bilder av mörka och ljusa fläckar. De blev alltmer frustrerade och viftade med armarna, hoppade runt och visade till och med bilder av glamorösa kvinnor från tidningar! Tyvärr ingenting.

sedan, när de skiftade en bild i oftalmoskopet, hörde de en cell i kattens visuella cortexbrand. Kanten på bilden hade kastat en svag, rak, smal linje på kattens näthinna. De studerade cellen i nio timmar och sprang sedan ner i korridoren och skrek av glädje!

du kan höra Dr. Hubel beskriva det här:

strax efter att det meddelades att Hubel och Wiesel skulle tilldelas Nobelpriset i fysiologi och medicin 1981, sa Dr.Hubel: ”det har funnits en myt att hjärnan inte kan förstå sig själv. Det jämförs med en man som försöker lyfta sig själv med sina egna bootstraps. Vi anser att det är nonsens. Hjärnan kan studeras precis som njurarna kan.”

tryck på exporten, Dr.Hubel, tryck på exporten.

~

bild av Jooyeun Lee.