Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ми жасушаларының әр түрлі ақпаратты ұсыну қабілеті
Proposed ability of brain cells to represent different types of information
Нейробиологияда нейрондық реттелу – ми жасушаларының гипотезалық қасиеті, олар белгілі бір сезімдік, ассоциативтік, қозғалыс немесе танымдық ақпаратты таңдап ұсынады. Кейбір нейрондық жауаптар тәжірибе арқылы нақты үлгілерге оңтайлы реттелуге бейім деп болжанады. Нейрондық реттелу негізгі көру қабығында (V1 аймағы) байқалғандай, күшті және нақты болуы мүмкін (бірақ Carandini et al 2005 жұмысына қараңыз), немесе нейрондық жиынтықтарда байқалғандай, әлсіз және кең болуы мүмкін. Жеке нейрондар бір уақытта бірнеше модальдықтарға, мысалы, көру, есту және иіс сезуге реттелуге бейім. Әр түрлі сигналдарға реттелуге бейім нейрондар әртүрлі көздерден келетін ақпаратты біріктіреді деп болжанады. Нейрондық желілер деп аталатын есептеу модельдерінде мұндай біріктіру – жұмыс ілудің басты қағидасы болып табылады. Нейрондық реттелудің ең жақсы мысалдары көру, есту, иіс, соматосенсорлық және жад жүйелерінде көрінеді, бірақ сынақтан өткен стимулдардың аз санына байланысты нейрондық реттелудің жалпылығы әлі де ашық мәселе болып қалады.
In neuroscience, neuronal tuning refers to the hypothesized property of brain cells by which they selectively represent a particular type of sensory, association, motor, or cognitive information. Some neuronal responses have been hypothesized to be optimally tuned to specific patterns through experience. Neuronal tuning can be strong and sharp, as observed in primary visual cortex (area V1) (but see Carandini et al 2005 ), or weak and broad, as observed in neural ensembles. Single neurons are hypothesized to be simultaneously tuned to several modalities, such as visual, auditory, and olfactory. Neurons hypothesized to be tuned to different signals are often hypothesized to integrate information from the different sources. In computational models called neural networks, such integration is the major principle of operation. The best examples of neuronal tuning can be seen in the visual, auditory, olfactory, somatosensory, and memory systems, although due to the small number of stimuli tested the generality of neuronal tuning claims is still an open question.
Визуалды түрде баптайтын жүйе
Нейрондық үйлестірудің қабылданған үлгілері нейронның оңтайлы стимулы мен берілген стимулдың ұқсастығына байланысты нейрондардың әртүрлі дәрежеде жауап беретінін көрсетеді. (Дегенмен, Теллер (1984) нейрондардың "детектор" көзқарасын логикалық тұрғыдан сынап бақты.) Көру жүйесіндегі нейрондық үйлестірудің алғашқы маңызды дәлелін 1959 жылы Хьюбель мен Визель келтірді. Олар жарықтың бағытталған тіліктерінің (тестіленген өте шағын жиынтықтың ішінде) жолақты қабықтың "жасырау клеткасы" нейрондары үшін ең тиімді стимул екенін анықтады. Басқа нейрондар, "кешенді клеткалар", белгілі бір бағытта қозғалатын белгілі бір бағытты сызықтарға ең жақсы жауап береді. (Жқында, Carandini және авторлар (2005) "жасырау" және "кешенді" клеткалар арасындағы айырмашылықтың дұрыс болмауы мүмкін екенін көрсетті, "жасырау және кешенді клеткалар мүлдем дихотомия құрамайды" деп атап өтті.) V4 аймағындағы нейрондар түрлі толқын ұзындығы, түс және қанықтылыққа таңдамалы түрде бейімделеді. Ортаңғы уақытша немесе V5 аймағы қозғалатын стимулдардың жылдамдығы мен бағытына арнайы бейімделген. Бүйірлік ағынның алдыңғы бөлігіндегі әртүрлі аймақтар дене бөліктерін (денеден тыс аймақ), бет-әлпетті (басқаша пішінді бет аймағы) (Адамсон мен Троянидің (2018) соңғы мақаласына сәйкес) анықтау үшін таңдамалы түрде үйлесімделген сияқты көрінеді. Gauthier және авторлар (2002) сондай-ақ Greebles деп аталатын жаңа нысандар класын пайдаланып, адамдарды оларды жеке деңгейде тануға үйретті. Curran және авторлар (2002) сондай-ақ адамдарды "блобтар" деп аталатын нысандардың аз құрылымдалған класына оқытып, олар үшін FFA-ның таңдамалы белсенділігін көрсетті. Жалпы, нейрондар әлемде жиі кездесетін белгілі бір стимулдарды таңдап ажырата алады.
Accepted neuronal tuning models suggest that neurons respond to different degrees based on the similarity between the optimal stimulus of the neuron and the given stimulus. (Teller (1984), however, has challenged the "detector" view of neurons on logical grounds) The first major evidence of neuronal tuning in the visual system was provided by Hubel and Wiesel in 1959. They discovered that oriented slits of light were the most effective (of a very small set tested) stimuli for striate cortex “simple cell” neurons. Other neurons, “complex cells," responded best to lines of a certain orientation moving in a specific direction. (More recently, Carandini et al (2005) have pointed out that the distinction between "simple" and "complex" cells may not be a valid one, observing that "simple and complex cells may not form a dichotomy at all." Neurons in area V4 are selectively tuned to different wavelengths, hues, and saturations of color. The middle temporal or area V5 is specifically tuned to the speed and direction of moving stimuli. In the anterior part of the ventral stream, various regions appear to be tuned selectively to identify body parts (extrastriate body area), faces (fusiform face area) (according to a recent paper by Adamson and Troiani (2018) regions of the fusiform face area respond equally to "food"), moving bodies (posterior superior temporal sulcus), or even scenes (parahippocampal place area). Gauthier et al (2002) also utilized a new class of objects called Greebles and trained people to recognize them at individual levels. Curran et al (2002) similarly trained people in a less structured class of objects called "blobs" and showed FFA selective activation for them. Overall, neurons can be tuned selectively discriminate between certain sets of stimuli that are experienced regularly in the world.
Басқа жүйелерде күйделу
Басқа жүйелердегі нейрондар да стимулдарға таңдамалы түрде бейімделеді. Есту жүйесінде әртүрлі нейрондар дыбыстардың жиілігіне (биіктігіне), амплитудасына (күшінше) және/немесе күрделілігіне (ерекшелігіне) таңдамалы түрде жауап бере алады. Иіс сезу жүйесінде нейрондар белгілі бір иістерге бейімделген болуы мүмкін. Дәм сезу жүйесінде әртүрлі нейрондар тағамның әртүрлі құраушыларына таңдамалы түрде жауап береді: тәтті, қышқыл, тұзды және ащы. Соматосенсорлық жүйеде нейрондар әртүрлі қысымға, температураға, дене күйіне және ауырсынуға таңдамалы түрде бейімделуі мүмкін. Соматосенсорлық жүйедегі бұл бейімделу моторлық жүйеге кері байланыс береді, осылайша ол нейрондарды белгілі бір стимулдарға нақты жауап беру үшін таңдамалы түрде бейімдей алады. Соңында, қысқа мерзімді және ұзақ мерзімді жадта ақпаратты кодтау мен сақтау үшін нейрондарды күрделі жолдармен баптау қажет, нәтижесінде ақпаратты кейіннен қайтаруға болады.
Neurons in other systems also become selectively tuned to stimuli. In the auditory system, different neurons may respond selectively to the frequency (pitch), amplitude (loudness), and/or complexity (uniqueness) of sounds. In the olfactory system, neurons may be tuned to certain kinds of smells. In the gustatory system, different neurons may respond selectively to different components of food: sweet, sour, salty, and bitter. In the somatosensory system, neurons may be selectively tuned to different types of pressure, temperature, bodily position, and pain. This tuning in the somatosensory system also provides feedback to the motor system so that it may selectively tune neurons to respond in specific ways to given stimuli. Finally, the encoding and storage of information in both short term and long term memory requires the tuning of neurons in complex ways such that information may be later retrieved.