Маймыл миының фронталдық бөлігіндегі көз қозғалысын бақылайтын аймақ
Supplementary eye field
Мидың маңдай бөлігіндегі қосымша көз алаңы (SEF) – көз қозғалысын бақылайтын, визуалды іздеуге қатысатын маңызды аймақ. Функционалдық зерттеулер жалғасуда.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Мұздың алдыңғы қабығының аймағы.
Region of the frontal cortex of the brain
Қосымша көз өрісі (SEF) – приматтың ми қабығының дорсальды-медиалдық алдыңғы бөлігінің анатомиялық аймағы, ол көздің саккадалық қозғалыстарын бақылауға тікелей емес қатысады. Қосымша көз өрісінің бар екенін алғаш Шлаг және Шлаг-Рей көрсеткен. Қазіргі зерттеулер SEF-тің визуалды іздеуге қосқан үлесін және визуалды маңыздылықтағы рөлін анықтауға бағытталған. SEF, алдыңғы көз өрістерімен (FEF), интрапариетальді ойыспен (IPS) және жоғарғы төмпешікпен (SC) бірге көз қозғалыстарын жасау және бақылауға қатысатын мидың ең маңызды аймақтарының бірі болып табылады, әсіресе олардың орналасқан жеріне қарама-қарсы бағытта. Оның нақты функциясы әлі толыққанды анықталған жоқ, сондай-ақ оның оқуға қабілетті өзгерістер мен атқарушылық когнитивтік функцияларға қатысы бар.
Supplementary eye field (SEF) is the name for the anatomical area of the dorsal medial frontal lobe of the primate cerebral cortex that is indirectly involved in the control of saccadic eye movements. Evidence for a supplementary eye field was first shown by Schlag, and Schlag Rey. Current research strives to explore the SEF's contribution to visual search and its role in visual salience. The SEF constitutes together with the frontal eye fields (FEF), the intraparietal sulcus (IPS), and the superior colliculus (SC) one of the most important brain areas involved in the generation and control of eye movements, particularly in the direction contralateral to their location. Its precise function is not yet fully known. learned transformations, and executive cognitive functions.
Тарих (зерттеу)
1874 жылы шотландтық невролог Дэвид Ферриер алдыңғы көз өрісін (FEF) тұңғыш рет сипаттады. Ол макака маймылдарының алдыңғы ми бөлігін бір жақты электрлік тұрақтандыру «көз бен басты қарама-қарсы жаққа бұруға» себеп болатынын байқады (сурет 2). 1950 жылдары эпилепсиямен ауыратын науқастарға хирургиялық ем жасалған. Нейрохирургтар науқастың ұстамаларын тудырушы деп саналған мидың зақымдалған бөліктерін және басқа да аймақтарын алып тастады. Осы эпилепсиямен ауыратын науқастарға жасалған ем мидың көптеген жаңа аймақтарының табылуына әкелді, осы аймақтарды ми бөліктерін алып тастаудың хирургиялық салдарына алаңдаған байқампаз нейрохирургтар анықтады. Электрлік тұрақтандыру зерттеулері арқылы 1950 жылы нейрохирург Уайлдер Пенфилд қосымша моторлық аймақ (SMA) деп аталатын аймақты байқап, құжаттады. Пенфилд SMA-ның ростральді бөлігін тұрақтандыру арқылы көздің қозғалысын шақыруға болатынын атап өткендіктен, тағы бір көз өрісінің бар екендігі болжамдалды. 1987 жылы Шлаг және Шлаг Рей SEF-ті сипаттады, төмен қарқынды электрлік тұрақтандыру FEF сияқты сакадтарды тудыра алатын аймақ ретінде. Ол SMA атына толықтыру ретінде аталды. Адамда SEF ростральді қосымша моторлық аймақта (SMA) орналасқан. Ол Бродманның 6-аймағында (BA6) орналасқан, ол F7 аймағына сәйкес келеді, яғни премоторлық қабық. Жеке нейронды тіркеу және микростимуляция нәтижесінде SEF-тің ауыз-бет және алдыңғы аяқ-қол қозғалыстарын көрсететін SMA бөліктерімен тұмсық жағынан байланысты екендігі анықталды. FEF Бродманның 8-аймағында орналасқан, ол премоторлық қабықтың (BA6) алдында орналасқан (сурет 3).
In 1874, David Ferrier, a Scottish neurologist first described the frontal eye fields (FEF). He noted that unilateral electrical stimulation of the frontal lobe of macaque monkeys caused "turning of the eyes and head to the opposite side" (Fig. 2). During the 1950s, surgical treatment of epileptic patients was being conducted. Neurosurgeons were removing lesions and other parts of the brain thought to be involved in causing the patient's seizures. Treatment of these epileptic patients lead to the discovery of many new brain areas by observant neurosurgeons concerned with the post surgical implications of removing sections of the brain. Through electrical stimulation studies an area called the supplementary motor area (SMA) was observed and documented by the neurosurgeon Wilder Penfield in 1950. As Penfield had noted the induction of gaze shifts by stimulation of the rostral part of the SMA, another eye field's existence was postulated. In 1987, the SEF was finally characterized by Schlag and Schlag Rey as an area where low intensity electrical stimulation could evoke saccades, similar to the FEF. It was named as such to complement the SMA's name. In humans, the SEF is located in the rostral supplementary motor area (SMA). It is located in Brodmann area 6 (BA6) which corresponds to area F7, the premotor cortex. Based on single unit recording and microstimulation it has been established that the SEF is caudally contiguous with the parts of the SMA which represent orofacial, and forelimb movements. The FEF is located in Brodmann area 8 which is just anterior to the premotor cortex (BA6) (Fig. 3).
Рөл
FEF-тен өзгеше, SEF сакада бастау кезінде тікелей емес, бірақ іске асырушы рөл атқарады. Мысалы, сақаданы тоқтату сигналымен орындау тапсырмаларын орындаған макака маймылдарында SEF нейрондарының активтілігі сақада бастауды бақылау үшін жеткіліксіз. Яғни, SEF сақада бастауға бірден немесе тікелей үлес қоспайды. Алайда, SEF күтілетін тапсырма талаптары туралы алдын ала білімін пайдаланып, сақадалық көз қозғалысына әсер ету арқылы сақада жасауды жақсартады деп есептеледі. Ол мұны көзді ұстап тұру және көзді жылжыту әрекеттерін теңгеріп, қажет болған жағдайда сақада басталуын кешіктіре отырып, тоқтату сигналы тапсырмаларындағы өнімділікті шамалы жақсартады.
As opposed to the FEF, the SEF plays an indirect but executive role in saccade initiation. For example, the activity of SEF neurons is not sufficient to control saccade initiation in macaque monkeys performing stop signal go/no go tasks. In other words, the SEF does not immediately or directly contribute to saccade initiation. But, the SEF is thought to improve saccade production by using prior knowledge of anticipated task requirements to influence saccadic eye movements. It does so by balancing gaze holding and gaze shifting actions, yielding a modest improvement in performance in stop signal tasks by delaying saccade initiation when necessary.
Маңыздылығы
Көру жүйесі кенеттен болатын өзгерістерге өте сезімтал. Егер адам бір тапсырманы орындап жатқанда – мысалы, газет оқып жатқанда – оның назарын бірден алаңдататын нәрсе болса, ол дереу назарын аударады. Бұл кенеттен назар ауыстыру алаңдатуға боларлық жайт, бірақ бұл қоршаған ортаның өзгеруін жылдам анықтап, қажет болған жағдайда оған тез ден қою қабілеті тіршілік үшін маңызды рефлекс екені де айтылады. Саккадалық латенттілік, мақсаттың пайда болуы мен саккаданың басталуы арасындағы уақыт кешігуі, мидың қандай оккуломоторлық нейрондары мен құрылымдары саккаданы бастауда қандай нақты рөл атқаратынын анықтау үшін маңызды параметр болып табылады. SEF-тің көзге түсетін объектілер мен оқиғаларды анықтаудағы рөлі зерттеліп жатыр, бұл ретте саккадалық латенттілік басты назардағы параметр ретінде қолданылады. SEF активтілігі тегіс іздеу кезіндегі шешімдерге әсер етеді, бірақ шешімді қабылдаудың өзіне емес.
The visual system is sensitive to sudden change. If something distracting occurs while a person is performing a task—reading a newspaper, for example—this immediately captures one's attention. This sudden shift can be a distraction but it has been also thought to be a reflex of great importance as identifying and reacting to environmental changes quickly (when needed) can be imperative to survival. Saccadic latency, the time delay between the appearance of a target and the initiation of a saccade, is an important parameter for learning which occulomotor neurons and structures of the brain play what specific roles in saccade initiation. There is much research being conducted on the role of SEF in determining visually salient objects and occurrences, using saccadic latency as the parameter of interest. SEF activity has been found to govern decisions in smooth pursuit but not the decision itself.
Сезімталдық процестер
SEF естімелік және көру стимулдарына жауап береді.
The SEF responds to auditory stimuli as well as visual stimuli.
SEF табу
SEF Шлагтармен төмен токтар (<50μА) саккадаларды шақыратын аймақ ретінде анықталған. Ол әлі де осы сипаттамаға және белгілі жақын орналасқан анатомиялық құрылымдарға сәйкес табылады (сурет 1).
The SEF was defined by the Schlags as a region where low currents (<50μA) evoke saccades. It is still found using this characterization as well as the known neighboring anatomy (Fig. 1).
Маймыл үлгілері
SEF зерттеулері көбінесе маймыл үлгілерінде жүргізіледі. Әдетте, резус макака маймылдары қолданылады және оларға хирургиялық жолмен жазу камералары орнатылады. Осы арқылы, жазу камерасындағы микроэлектродтарды пайдалана отырып, SEF нейрондарынан импульстар мен жергілікті өріс потенциалы (LFP) деректерін алу мүмкін болады. Көз қозғалыстарын бақылау үшін көзді қадағалау камерасы жабдығы да қолданылады. Эксперименттер әртүрлі болуы мүмкін, мысалы: маймыл компьютер экранының алдында отырып, түстік визуалды іздеу міндетін орындайды. Маймыл экрандағы бір нүктеге қарайды, ол нүкте толтырылғаннан ашыққа ауысады, сонымен бірге экранда "қарсы" түстің нүктесі пайда болады. Маймыл 2000 мс ішінде жаңа нүктеге қарап, бір сакад жасап, содан кейін 500 мс сол нүктеде тұрақтап, сыйақы алады. Осы сияқты түрлі міндеттер қолданылады және алынған деректер SEF-тің сакадты бастаудағы, визуалды айқындықтағы және т.б. рөлін анықтау үшін талданады.
SEF research is conducted mainly in monkey models. Typically trained rhesus macaque monkeys are used and surgically implanted with recording chambers. In this fashion, spike and local field potential (LFP) data can be acquired from SEF neurons, using microelectrodes in the recording chamber. Eye movements can also be monitored using eye tracking camera equipment. Experiments obviously vary, but to give an example: the monkey might be made to partake in a color visual search task, sitting in front of a computer screen. The monkey would look at a point on the screen which would change from filled in to open at the same time which a colored point of "opposite" color appears on the screen. The monkey would be rewarded for looking at a new spot—"for making a single saccade"—within 2000 ms and then fixating on the spot for 500 ms. Varied tasks such as these are used and data is analyzed to determine the SEF's role in saccade initiation, visual saliency, etc.