Сезімдік сүзгілеу – миға жететін ақпарат ағынын реттеу процесі. Зейін, оқу және когнитивтік функциялармен байланысы зерттеледі. Модальдік тәуелсіздігі анықталмаған.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Сенсорлық қақпалау – миға жететін барлық мүмкін қоршаған орта стимулдарының арасынан қажетсіз немесе артық стимулдарды сүзуге арналған нейрондық процестерді сипаттайды. «Қақпалау» немесе «сүзу» деп те аталатын сенсорлық қақпалау, мидың жоғары қабықшалық орталықтарында ақпараттың шамадан тыс жүктелуіне кедерес жасайды. Сенсорлық қақпалау түрлі факторлардың, мысалы, «ояну, соңғы стимулға ұшырау және таңдаулы назар» әсерінен қабылдау мен сезінудегі өзгерістер арқылы әртүрлі нысандарда жүзеге асуы мүмкін. Сенсорлық қақпалау көбінесе автоматты түрде жүрсе де, ми мақсатқа қатысты ақпаратты іздеу кезінде назар процесінде де орын алады. Алдыңғы зерттеулер сенсорлық қақпалау мен түрлі танымдық функциялар арасындағы байланысты көрсеткенімен, сенсорлық қақпалау мен танымдық функциялар арасындағы қарым-қатынастың модальдық тәуелсіздігін көрсететін нақты дәлелдер әлі де жеткіліксіз.
Sensory gating describes neural processes of filtering out redundant or irrelevant stimuli from all possible environmental stimuli reaching the brain. Also referred to as gating or filtering, sensory gating prevents an overload of information in the higher cortical centers of the brain. Sensory gating can also occur in different forms through changes in both perception and sensation, affected by various factors such as "arousal, recent stimulus exposure, and selective attention." Although sensory gating is largely automatic, it also occurs within the context of attention processing as the brain selectively seeks for goal relevant information. Previous studies have shown a correlation between sensory gating and different cognitive functions, but there is not yet a solid evidence implying that the relationship between sensory gating and cognitive functions are modality independent.
Коктейльдік партия әсері
Коктейльдік кеш эффектісі мидың қоршаған ортадан келетін әсерлерді тежеуін, бірақ назар аударған стимулдан келетін сенсорлық ақпаратты өңдеуін көрсетеді. Коктейльдік кеш эффектісі есту қабілетіндегі сенсорлық сүзгілеуді (сенсорлық қақпаны) көрсетеді, бірақ басқа сезімдер де осыған ұқсас процестен өтеді, бұл негізгі қыртыс аймақтарының шамадан тыс жүктелуін қорғайды.
The cocktail party effect illustrates how the brain inhibits input from environmental stimuli, while still processing sensory input from the attended stimulus. The cocktail party effect demonstrates sensory gating in hearing, but the other senses also go through the same process protecting primary cortical areas from being overwhelmed.
Нейрологиялық аймақтар
Сезім рецепторларынан алынған ақпарат нейрондар арқылы миға жетеді және таламустағы синапстарда тоқталады. Таламустың пульвинарлық ядролары назар аударуда маңызды рөл атқарады және сенсорлық қақпа ретінде қажетсіз ақпаратты сүзуде маңызды функция атқарады. Дәлелденген клиникалық зерттеуде екі стимулдың (S1 және S2) 500 мс ішінде тасымалданатыны, ал стимулдар арасындағы интервал 8 секундты құрайтыны анықталды. S1 гиппокамп аймағында естелік із қалдырады, ал S2 кейінірек бірінші стимулмен салыстырылады және жаңа ақпарат келмесе тежеледі. (S1 және S2 екеуі де сенсорлық қақпаны тексеруге арналған құралдардан туындаған дыбыстық стимулдар болып табылады.) Таламустағы пульвинарлық ядролар қақпашы рөлінде әрекет етеді, қандай ақпаратты тежеуге және қандай ақпаратты жоғары қабық аймақтарына жіберуге шешім қабылдайды. Орталық нерв жүйесі (ОНЖ), пульвинарлық ядролар ақпаратты маңызды емес деп тапқаннан кейін, ақпараттың жоғары қабық орталықтарына өтуін болдырмайтын маңызды тежегіш механизм ретінде жұмыс істейді. Сенсорлық қақпа мидағы есту қабығы (ЕҚ), префронталды қабық, гиппокамп және иіс сезу қабығын қамтитын желі арқылы жүзеге асырылады, сондай-ақ иіс сезу қабығы сенсорлық қақпа құбылысына қатысады. Мидың сенсорлық қақпамен байланысты басқа да аймақтарына амигдала, стриатум, медиалдық префронталды қабық және мидың орталық бөлігіндегі дофаминдық жасушалар аймағы (тек GABAергиялық нейрондар) жатады. Сенсорлық қақпаны зерттеу көбінесе стимулдың саналы түрде танылатын қабық аймақтарында жүргізіледі, себебі бұл сенсорлық қақпаны зерттеудің аз инвазивті әдісі болып табылады. Егеуқұйрықтардағы зерттеулер ми сабасының, таламустың және бірінші есту қабығының есту стимулдары үшін сенсорлық қақпаға қатысатындығын көрсетіп тұр.
Information from sensory receptors make their way to the brain through neurons and synapse at the thalamus. The pulvinar nuclei of the thalamus plays a major role in attention, and has a major role in filtering out unnecessary information in regards to sensory gating. In a proven clinical study, it has been found out that the two stimuli (S1 and S2) are transported within 500ms between the clicks and 8 seconds between the pairs, in which S1 is known to generate a trace of memory that lingers presumably in the hippocampal region while the S2 the arrives later to be compared with the first stimuli as it gets inhibited if provided with no new information. (Both S1 and S2 are commonly referred to auditory stimuli caused by the machines used to test sensory gating.) The pulvinar nuclei in the thalamus function as the gatekeeper, deciding which information should be inhibited, and which should be sent to further cortical areas. The CNS (Central Nervous System), after the pulvinar nuclei deems the information to be irrelevant, acts as an essential inhibitory mechanism that prevents the information from flowing into higher cortical centers. Sensory gating is mediated by a network in the brain which involves the auditory cortex (AC), prefrontal cortex, hippocampus, as well as the olfactory cortex, which plays a part in sensory gating phenomenon. Other areas of the brain associated with sensory gating include the amygdala, striatum, medial prefrontal cortex, and mid brain dopamine cell region (GABAergic neurons only). Research on sensory gating has been primarily occurring in cortical areas where the stimulus is consciously identified because it is a less invasive means of studying sensory gating. Studies on rats also show the brain stem, thalamus, and primary auditory cortex play a role in sensory gating for auditory stimuli.
Жұппен шерту парадигмасы
Жұпталған шерту парадигмасы – бұл сенсорлық қақпаны өлшеуге қолданылатын, оқиғаға байланысты потенциалдың бір түрі болып табылатын, инвазивті емес әдіс. Нормативті сенсорлық қақпа үшін, егер адам бір-бірінен 500 мс ішінде екі шерту естісе, екінші шертуді қабылдамайды, себебі ол артық болып есептеледі. Бұл қақпаның болуын P50 толқынында көруге болады, ол шертуден кейін 50 мс өткен соң мида пайда болады. P50 толқынының төмен мәндері сенсорлық қақпаның орын алғанын көрсетеді. P50 толқынының жоғары мәндері сенсорлық қақпаның болмауын көрсетеді. Шизофрениясы бар адамдар S2 амплитудасын 10–20% ғана төмендетеді, ал шизофрениясы жоқ адамдар S2 амплитудасын 80–90% төмендетеді.
The paired click paradigm is a common non invasive technique used to measure sensory gating, a type of event related potential. For normal sensory gating, if a person hears a pair of clicks within 500 ms of one another, the person will gate out the second click because it is perceived as being redundant. Evidence of the gating can be seen in the P50 wave, occurring in the brain 50 ms after the click. Low values of the P50 wave indicate that sensory gating has occurred. High values of the P50 wave indicate a lack of sensory gating. Individuals with schizophrenia only reduce the amplitude of S2 by 10–20%, whereas individuals without schizophrenia reduce the amplitude of S2 by 80–90%.
Басқа әдістер
Электроэнцефалография (ЭЭГ) және магнитоэнцефалография (МЭГ) мидың реакцияларын өлшеуге қолданылады және сенсорлық қақпаны зерттеудің кең таралған әдістері болып табылады. Сенсорлық қақпаны зерттеуде қолданылатын ЭЭГ өлшемдерінің бірі – оқиғаға байланысты потенциал (ERP). ЭЭГ зерттеулері сенсорлық қақпаның стимул алғаннан кейін дерлік бірден басталатынын көрсетеді. Позитрондық эмиссиялық томография (ПЭТ) зерттеулері ақпаратты қақпау қажеттілігінің артуы таламустың қызметін күшейтумен байланысты екенін көрсетті. P50 толқынының тестілеуі – есту оқиғасына байланысты потенциалдарды зерттеудің көптеген түрлерінің бірі.
Electroencephalography (EEG) and magnetoencephalographies (MEG) are used to measure brain responses and are common techniques for studying sensory gating. One type of EEG measure used for sensory gating research is the event related potential (ERP). EEG research on sensory gating shows that gating starts almost immediately after receiving a stimulus. Positron emission tomography (PET) studies have shown that an increased need to gate information is accompanied by increased engagement of the thalamus. P50 wave testing is one of many auditory event related potential studies.
Шизофрения
Сенсорлық қақпаны зерттеуге зор қызығушылық шизофрения диагнозы қойылған адамдар арасындағы кемшіліктерді жоюға бағытталған. Шизофрениямен ауыратын адамдарда P50 толқынының нейрондық жауабын тежеуде жиі кемшіліктер кездеседі, сондықтан P50 диагностиканың ең көп қолданылатын әдісі болып табылады. Тест науқастарға 500 миллисекундтік интервалмен екі бірдей дыбыс тыңдату арқылы жүргізіледі. Пациенттер дыбыс тыңдаған кезде, EEG қапшағы осы дыбыстарға жауап ретінде мидың белсенділігін өлшеу үшін қолданылады. Сау адам екінші дыбысты естігенде ми белсенділігінің төмендеуін көрсетеді, ал алғашқы дыбысқа ұқсас ми белсенділігін көрсеткен адамда шизофрения болу ықтималдығы жоғары. Шизофрениямен ауыратын адамдар көңіл бөлген стимулдардың артық жүктемесіне ұшырағандықтан, P50 толқыны неврологиялық деңгейде сенсорлық қақпаны анықтауда маңызды рөл атқарады. Жалғастырылып жатқан зерттеулер, расталған жағдайда, сүзгі жүйесінің ми сабасында екенін көрсетеді, бұл шизофренияның неврологиялық себебін табуға үміт береді.
A large interest in sensory gating research is directed at improving deficits among people diagnosed with schizophrenia. People with schizophrenia often have deficits in gating the neuronal response of the P50 wave, which is why P50 is the most widespread method of diagnosis. The test is conducted through having the patients hear two uniform sounds with an interval of 500 milliseconds. While the patients are hearing the sound, an EEG cap is used to measure the brain activity in response to those sounds. A normal subject shows a decrease in brain activity while hearing a second sound, while a subject showing equal brain activity to the first sound is more likely to have schizophrenia. Since people with schizophrenia can often have an overload of attended stimuli, the P50 wave may serve a critical role in illuminating sensory gating at a neurological level. The continuing study, to be verified, suggests that the filter system is indeed in the brainstem, offering hope for finding the neurological source of schizophrenia.
Травмадан кейінгі стресс бұзылуы (ПТББ)
ПТСР-мен ауыратындарда сезімдерді сүзу қабілетінің бұзылуы да көрінеді. Жалпылама дауылпаздық синдромы бар адамдармен және бақылау тобымен салыстырғанда, ПТСР-мен ауыратын адамдарда жоғары сенсорлық белсенділік және сезімдерді тежеудің бұзылуы байқалады. ПТСР-дің P50 сүзуге әсері зерттелгенде әртүрлі нәтижелер алынды, кейбіреулері шизофрениядағыдай үлгіні тапты, ал кейбіреулері бұл тек естімелік стимулдарға қатысты екенін анықтады, ал басқалары әсерді анықтамады. N100 және P200 сүзуінің бұзылуы да байқалды.
Those with PTSD also exhibit impaired sensory gating. Compared to those with Generalized Anxiety Disorder and control groups, those with PTSD show high sensory hyperactivity and impaired sensory disinhibition. Studies on the effect of PTSD on P50 gating have produced mixed results, with some finding a similar pattern to schizophrenia, some finding it was limited to auditory stimulation only, and others finding no effect. Impaired gating of N100 and P200 has also been observed.