Введение
Регион лобной коры головного мозга. Дополнительное поле глаз (SEF) – это анатомическая область спинной медиальной лобной доли коры головного мозга приматов, косвенно участвующая в контроле саккадических движений глаз. Первые доказательства существования дополнительного поля глаз были представлены Шлагом и Шлагом-Реем. Современные исследования направлены на изучение вклада SEF в визуальный поиск и его роли в определении визуальной значимости. SEF, вместе с фронтальными полями глаз (FEF), внутрипариетальной бороздой (IPS) и верхним бугорком (SC), составляет один из важнейших участков мозга, участвующих в генерации и контроле движений глаз, особенно в направлении, противоположном их расположению. Его точная функция пока полностью не установлена, и изучается его связь с усвоенными преобразованиями и исполнительными когнитивными функциями.
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.
История (исследования)
В 1874 году шотландский невролог Дэвид Ферриер впервые описал фронтальные поля глаз (ФПГ). Он отметил, что односторонняя электрическая стимуляция лобной доли обезьян-макак вызывала "повороты глаз и головы в противоположную сторону" (рис. 2). В 1950-х годах проводилось хирургическое лечение пациентов с эпилепсией. Нейрохирурги удаляли очаги поражений и другие части мозга, которые, как считалось, были вовлечены в возникновение приступов у пациента. Лечение этих пациентов с эпилепсией привело к открытию многих новых областей мозга благодаря внимательным нейрохирургам, обеспокоенным послеоперационными последствиями удаления участков мозга. В 1950 году нейрохирург Уайлдер Пенфилд обнаружил и задокументировал область, называемую дополнительной моторной областью (ДМА). Поскольку Пенфилд отметил, что стимуляция ростральной части ДМА индуцирует смещение взгляда, была выдвинута гипотеза о существовании еще одного поля глаз. В 1987 году SEF был окончательно охарактеризован Schlag и Schlag Rey как область, где электрическая стимуляция низкой интенсивности может вызывать саккады, аналогичные тем, что вызываются ФПГ. Он был назван таким образом, чтобы дополнить название ДМА. У человека SEF локализуется в ростральной дополнительной моторной области (ДМА). Он расположен в области Бродмана 6 (BA6), которая соответствует области F7, премоторной коре. На основании регистрации активности отдельных нейронов и микростимуляции было установлено, что SEF каудально смежен с частями ДМА, которые отвечают за движения ротоглоточной области и передних конечностей. ФПГ локализуется в области Бродмана 8, которая расположена непосредственно перед премоторной корой (BA6) (рис. 3).
Роль
В отличие от FEF, SEF играет косвенную, но исполнительную роль в инициации саккад. Например, активность нейронов SEF недостаточна для контроля инициации саккад у макак, выполняющих задачи "сигнал стоп – иди/не иди". Иными словами, SEF не вносит непосредственного или прямого вклада в инициацию саккад. Однако считается, что SEF улучшает выполнение саккад, используя предварительные знания об ожидаемых требованиях задачи для влияния на саккадные движения глаз. Это достигается путем балансирования действий по удержанию и переключению взгляда, что приводит к небольшому улучшению производительности в задачах с сигналом остановки, задерживая инициацию саккад при необходимости.
Значение
Зрительная система чувствительна к резким изменениям. Если во время выполнения задачи – например, чтения газеты – происходит что-то отвлекающее, это немедленно привлекает внимание. Этот внезапный сдвиг может быть отвлекающим фактором, но также считается важным рефлексом, поскольку быстрое обнаружение и реагирование на изменения в окружающей среде (когда это необходимо) может быть жизненно важным для выживания. Саккадическая латентность – время задержки между появлением цели и началом саккады – является важным параметром для изучения роли конкретных окуломоторных нейронов и структур мозга в инициировании саккад. В настоящее время проводится множество исследований, посвященных роли SEF в определении визуально значимых объектов и событий, с использованием саккадической латентности в качестве ключевого параметра. Активность SEF определяет выбор в задачах плавного слежения, но не само решение.
Сенсорные процессы
SEF реагирует как на слуховые, так и на зрительные стимулы.
Найти SEF
SEF был определен Шлагсом как область, где слабые токи (<50 мкА) вызывают саккады. Он по-прежнему идентифицируется, используя эту характеристику, а также опираясь на знание анатомии соседних структур (рис. 1).
Модели обезьян
Исследования SEF проводятся преимущественно на обезьянах. Как правило, используются обученные макаки-резусы, которым хирургическим путем имплантируют камеры для записи. Это позволяет получать данные о спайках и локальных полевых потенциалах (LFP) от нейронов SEF с помощью микроэлектродов, помещенных в камеру для записи. Также отслеживаются движения глаз с использованием оборудования для отслеживания взгляда. Эксперименты, разумеется, варьируются, но в качестве примера: обезьяну могут вовлечь в задачу визуального поиска цвета, посадив перед экраном компьютера. Обезьяна смотрит на точку на экране, которая одновременно меняется с заполненной на контурную, и на экране появляется цветная точка "противоположного" цвета. Обезьяну награждают за взгляд на новое место – за совершение одного саккадического движения – в течение 2000 мс, после чего она должна зафиксировать взгляд на этом месте в течение 500 мс. Используются разнообразные подобные задачи, а полученные данные анализируются для определения роли SEF в инициации саккад, визуальной заметности и т.д.