VISUEEL SYSTEEM CORTEX NEUROBIOFYSICA Dr. J.A.M. van Gisbergen

OVERZICHT thalamus visuele cortex retinotopische kaart simple & complex cellen codering lijnorientatie – oogdominantie - kleur corticale modules visuele specialisatie in cortex

THALAMUS LGN

PROJECTIES M, P en K SYSTEEM

PROJECTIE GEZICHTSVELD LGN ‘kijkt’ naar contralateraal halfveld, via L en R oog (elk 3 lagen) receptieve velden monoculair retinotopische organisatie weer M, P en K systeem, elk met ON en OFF

VISUELE CORTEX retinotopische kaart receptieve velden orientatie gevoeligheid oculaire dominantie kleurcellen modules hogere visuele centra

RETINOTOPISCHE KAART in V1

RETINAKAART IN V1 naburige neuronen hebben naburige receptieve velden kaart is sterk vervormd (fovea is uitgerekt)

VERKLARING VORM KAART retinale celdichtheid inhomogeen corticale celdichtheid wél homogeen buren blijven buren

CORTICALE VERGROTINGSFACTOR M = corticale vergrotingsfactor (mm/graad) E = afstand tot fovea (excentriciteit) in graden a en b zijn constantes M is groot in de fovea en klein in de periferie van de retina als M groot is zijn er veel neuronen beschikbaar per graad gezichtsveld

GROOTTE VAN RECEPTIEVE VELDEN perifere velden zijn groter maar minder talrijk bedekkingsgraad ongeveer constant

SIMPLE EN COMPLEX CELLEN ON en OFF zones naast elkaar ON en OFF zones overlappend

INPUT VAN SIMPLE CEL ON en OFF zones kunnen worden verklaard door input van opgelijnde LGN receptieve velden

ORIËNTATIE GEVOELIGHEID tuning curve van één cel optimale orïentatie verloopt geleidelijk

ORIËNTATIE KOLOMMEN proefdier krijgt achtereenvolgens allerlei oriëntaties te zien corticale bloeddoorstroming wordt gemeten display geeft samenvatting resultaten

ORIËNTATIE KOLOMMEN

PLASTICITEIT: WHAT YOU SEE IS WHAT YOU GET opgroeien in een eenzijdige visuele omgeving beïnvloedt de verdeling van orïentatie gevoeligheden van de neuronen.

PLASTICITEIT ORIËNTATIE GEVOELIGE NEURONEN opgroeien in een eenzijdige visuele omgeving beïnvloedt de verdeling van orïentatie gevoeligheden van de neuronen Stryker et al. (1978) J Neurophysiol.

OCULAIRE DOMINANTIE KOLOMMEN radio actief label in één oog zebra patroon in visuele cortex

OCULAIRE DOMINANTIE KOLOMMEN

PROJECTIE OP GEZICHTSVELD visueel veld  cortex cortex  visueel veld in fovea beslaat één L+R paar 0.1o in de periferie is dit vele graden Adams et al, J. Neurosci. (2007)

projectie cortex op gezichtsveld rood = R-oog blauw = L-oog projectie gezichtsveld op platgeslagen linker en rechter cortex

VISUELE DEPRIVATIE als één oog in de vroege ontwikkeling geen normale visuele input ontvangt door scheelzien of door staar leidt dit tot amblyopie (lui oog)

MONOCULAIRE DEPRIVATIE normaal hebben L en R oog even sterke connecties deprivatie tijdens gevoelige periode in de jeugd leidt tot verlies van connecties en amblyopie (lui oog)

KLEURVLEKKEN (COLOR BLOBS) in area 17 is een patroon van kleurcel concentraties gevonden vertonen hoge activiteit van cytochroom oxydase hoe past dit patroon bij orïentatie en oculaire dominantie kolommen?

DOUBLE-OPPONENT CELLEN spelen een rol bij kleurconstantheid

DOUBLE-OPPONENT CELLEN dubbel-opponente cellen reageren op kleur contouren geen responsie op diffuus licht van enige kleur Solomon Nature reviews neuroscience (2007)

DOUBLE-OPPONENT CELLEN Vilis

DOUBLE-OPPONENT CELLEN Vilis

CORTICALE MODULES zwarte en witte banden: oculaire dominantie kolommen (L en R oog) gekleurde lijnen: cellen met gelijke orïentatie gevoeligheid snijpunten van deze lijnen: orïentatie ongevoelige neuronen (kleur blobs)

PINWHEEL MODEL elk gebied in het visuele veld wordt bekeken door zowel linker als rechteroog, elk met een complete set orientatie-gevoelige kanalen in totaal 2000 modules foveale modules beslaan klein gebied; perifere modules een groot gebied

HOGERE VISUELE CENTRA

HOGERE VISUELE CENTRA

DORSAL PATHWAY: SPATIAL VISION pariëtale cortex heeft grote receptieve velden en multisensorische inputs: detectie van visuele beweging (MT) en zelfbeweging wat is verticaal? richten van aandacht (probleem bij neglect syndroom)

NEGLECT SYNDROOM zoek letter Q lesie in rechter pariëtale cortex niet blind probleem met richten van aandacht

VENTRAL PATHWAY: OBJECT VISION analyseert vorm en kleur van voorwerpen met kleine receptieve velden, vaak foveaal V4: vorm en kleur gezichtscellen gebied

THE END