Кіріспе

Мидың таламусындағы көру жүйесінің құрауы

Нейроанатомияда бүйірлік тізелі ядро (LGN; сондай-ақ бүйірлік тізелі дене немесе бүйірлік тізелі кешен деп те аталады) – таламустағы құрылым және сүтқоректілердің көру жолының маңызды құрауы. Бұл таламустың кішкентай, жұмыртқа тәрізді, көру нервісімен байланысатын төменгі проекциясы. Таламустың сол және оң жақтарында екі LGN орналасқан. Адамдарда екі LGN-нің де алты қабаты бар, олар нейрондардан (сұр зат) және оптикалық талшықтардан (ақ зат) кезектесіп орналасқан. LGN көтерілген торлы қабықшаның ганглийлық жасушаларынан оптикалық жол арқылы және торлы белсендіру жүйесінен тікелей ақпарат алады. LGN нейрондары өз аксондарын оптикалық сәуле арқылы, яғни бастапқы көру қабығына тікелей жолмен жібереді. Бұған қоса, LGN бастапқы көру қабығынан күшті кері байланыстарды қабылдайды. Адамдарда және басқа сүтқоректілерде көзді миға байланыстыратын ең күшті екі жол – таламустағы LGN-нің дорсальды бөлігіне және жоғарғы төмпешікке (superior colliculus) бағытталатын жолдар.

Құрылымы

Мидың сол және оң жарты шарларында бүйірлік тізелік ядро бар, оның бүктелген тізеге ұқсас болғаны үшін осылай аталуы себебі (genu латын тілінде "тізе" деген мағынаны білдіреді). Адамдарда, сондай-ақ көптеген басқа да приматтарда LGN магноклеткалық және парвоклеткалық жасушалардың қабаттарын қамтиды, олар кониоклеткалық жасушалардың қабаттарымен тізбектеліп орналасқан. Адамдарда LGN әдетте алты ерекше қабаттан тұрады деп сипатталады. Ішкі екі қабат (1 және 2) – магноклеткалық қабаттар, ал сыртқы төрт қабат (3, 4, 5 және 6) – парвоклеткалық қабаттар. Магноклеткалық және парвоклеткалық қабаттардың әрқайсысының астында кониоклеткалық қабаттар деп аталатын қосымша нейрондар тобы табылады. Бұл қабатталу примат түрлері арасында өзгеше, ал түрлер ішіндегі қосымша жапырақшалар да әртүрлі болады.

Кірісі

LGN торшадан және көптеген басқа ми құрылымдарынан, әсіресе көру қабығынан ақпарат алады. LGN-нің негізгі нейрондары торшадан күшті сигналдар алады. Дегенмен, торша LGN кірісінің шамалы пайызын ғана құрайды. LGN-дегі кірістің 95%-ы көру қабығынан, жоғарғы колликулдан, претектумнан, таламиялық торлы ядролардан және жергілікті LGN интернейрондарынан келеді. Көздің визуалды қабылдаумен байланысы жоқ ми сабағының аймақтары да LGN-ге проекция жасайды, мысалы, мезенцефальдық торлы құрылым, дорсальды рафе ядросы, периакведуктальді сұр зат және локус коерулеус. LGN сондай-ақ оптикалық тектомадан (сүтқоректілерде жоғарғы колликулус деп аталады) белгілі бір кірістер алады. Бұл торшаға жатпайтын кірістер қоздырғыш, тежегіш немесе модуляторлық болуы мүмкін. Көру қабығының 6-шы қабатынан ақсондар ақпаратты LGN-ге қайтарады. Соқырлықты зерттеулер LGN проекциялары тек бастапқы көру қабығына ғана емес, сонымен қатар жоғары V2 және V3 қабықтық аймақтарына да жететінін көрсетті. Соқырлық синдромымен ауыратын пациенттерде көру өрісінің белгілі бір аймақтарында, бастапқы көру қабығындағы контрлатеральды зақымдануға сәйкес келетіндей, көру қабілеті жоқ болады; алайда, олар өздерінің соқыр өрісінде ұстау сияқты нақты моторлық тапсырмаларды орындай алады. Бұл нейрондардың LGN-ден бастапқы көру қабығына және жоғары қабықтың аймақтарына баратынын көрсетеді.

Көрнекі қабылдаудағы функция

LGN шығысы бірнеше функцияларды атқарады. Объект кеңістігіндегі әрбір маңызды элементтің бас жазыққа қатысты орнын анықтау үшін есептеулер жүргізіледі. Көздің кейінгі қозғалысы арқылы көру өрісінің кеңірек стереоскопиялық бейнесі құрылады. Ретина орталық-шеңбер тежелу арқылы кеңістіктік декорреляцияны жүзеге асыратыны, ал LGN уақытша декорреляцияны жүзеге асыратыны көрсетілді. Бұл кеңістік-уақыт декорреляциясы тиімді кодтауға мүмкіндік береді. Дегенмен, одан да көп процестер жүріп жатыр деп болжауға болады. Таламустың басқа аймақтары сияқты, әсіресе басқа релелік ядролар сияқты, LGN визуалды жүйенің назарын ең маңызды ақпаратқа шоғырландыруға көмектеседі. Мысалы, егер сіз сол жақтан сәл дыбыс естісеңіз, естілу жүйесі LGN және оны қоршаған периретикулярлық ядро арқылы көру жүйесіне сол кеңістікке назар аударуды «хабарлайды». LGN сонымен қатар кейбір қабылдағыш өрістерді жетілдіретін станция болып табылады. Линдеберг LGN жасушаларының аксиоматикалық анықталған функционалдық модельдерін кеңістіктік домендегі Гаусс ядроларының Лапласиандық түрінде және уақыт доменіндегі себептік немесе себепсіз масштабтық кеңістік ядроларының уақытша туындыларының комбинациясы арқылы анықтады. Бұл теория ДеАнгелис және авторлар жүргізген биологиялық қабылдағыш өрістердің өлшемдерімен жақсы сапалық сәйкес келетін қабылдағыш өрістер туралы болжамдарға әкелетіні және табиғи кескін түрлендірулері кезінде ковариация және инварианттық сияқты математикалық қабылдағыш өріс моделінің жақсы теориялық қасиеттерін қамтамасыз ететіні көрсетілді. Атап айтқанда, осы теорияға сәйкес, кідіріссіз LGN жасушалары бірінші реттік уақыт туындыларына, ал кідірісті LGN жасушалары екінші реттік уақыт туындыларына сәйкес келеді.

Түстерді өңдеу

LGN түстерді өңдеудің бастапқы кезеңдерінде маңызды рөл атқарады, онда әртүрлі фоторецептор жасушаларының сигналдарын салыстыратын қарсы каналдар құрылады. P жасушаларының шығысы қызыл-жасыл қарсы сигналдардан тұрады. M жасушаларының шығысында түс қарсылығы көп болмайды, оның орнына жарық тудыратын қызыл-жасыл сигналдың қосындысы болады. K жасушаларының шығысы көбінесе көк-сары қарсы сигналдардан құралады.

Кеміргіштер

Кеміргіштерде бүйірлік тізе ядросы артқы бүйірлік тізе ядросын (dLGN), құрсақ бүйірлік тізе ядросын (vLGN) және олардың арасындағы тізеаралық жапырақша (IGL) деп аталатын аймақты қамтиды. Бұл – әртүрлі функциялары бар қабықша асты ядролары.

dLGN

Дорсолатеральді тізелік ядро – жақтық тізелік дененің негізгі бөлімі. dLGN-ге келетін ақпараттың көп бөлігі тор қабықшадан түседі. Ол қабатталған және ретинотоптық ұйымды көрсетеді.

vLGN

Вентролатеральды тізелік ядро келіспелер, кеміргіштер, сиырлар, мысықтар және приматтар сияқты бірнеше түрлерде салыстырмалы түрде үлкен екені анықталды. Бірнеше зерттеуде расталған бастапқы цитоархитектуралық схема vLGN екі бөлікке бөлінетінін көрсетеді. Сыртқы және ішкі бөлімдер ұсақ талшықтар тобы және сирек орналасқан нейрондар аймағымен бөлінеді. Сонымен қатар, бірнеше зерттеулер vLGN-нің басқа түрлерде тағы қосымша бөлімшелері бар екенін ұсынды. Мысалы, зерттеулер мысықтағы vLGN цитоархитектурасының кеміргіштердегіден өзгеше екенін көрсетеді. Кейбір зерттеушілер мысықта vLGN-нің бес бөлімшесін анықтағанмен, vLGN-ді үш аймаққа (медиальды, интермедиальды және латеральды) бөлетін схема көбірек қабылданды.

IGL

Интергеникуляциялық жапырақша – vLGN-нің дорсальды жағында орналасқан салыстырмалы түрде кішкентай аймақ. Алдыңғы зерттеулерде IGL vLGN-нің ішкі дорсальды бөлігі деп сипатталған. Бірнеше зерттеулерде адамдарды қоса, бірнеше түрлерде гомологты аймақтар анықталды. Нейрохимиялық заттар, кірістер мен шығыстар, физиологиялық қасиеттердегі ұқсастықтарға сүйене отырып, vLGN және IGL тығыз байланысты болып көрінеді. vLGN және IGL нейропептид Y, GABA, энцефалин және азот оксиді синтазасы сияқты клеткаларда шоғырланған көптеген нейрохимиялық заттарды бөліседі. Бұл ядролардың талшықтарында серотонин, ацетилхолин, гистамин, допамин және норадреналин нейрохимиялық заттары табылған. vLGN және IGL ретинадан, locus coeruleus және raphe-тен кіріс алады. Өзара байланысы бар екені анықталған басқа байланыстар: жоғарғы колликулус, претектум және гипоталамус, сондай-ақ басқа таламустық ядролар. Физиологиялық және мінез-құлық зерттеулері түрлерге байланысты өзгеретін спектрлік және қозғалысқа сезімтал жауаптарды көрсетті. vLGN және IGL жарыққа тәуелсіз циркадтық ырғақтардың фазаларын және жарыққа тәуелді фазалық өзгерістерді реттеуде маңызды рөл атқарады.