Champ réceptif
Le champ réceptif d'un neurone sensoriel est une région de l'espace dans laquelle la présence d'un stimulus changera la mise à feu de ce neurone. Des champs récepteurs ont été identifiés pour des neurones du système auditif , du système Somatosensory , et du système visuel .
Le concept des champs récepteurs peut être prolongé plus loin vers le haut du système neural ; si beaucoup de récepteurs sensoriels que toutes les synapses de forme avec une cellule simple promouvoir vers le haut, elles forment collectivement le champ réceptif de cette cellule. Par exemple, le champ réceptif d'une cellule de ganglion de dans la rétine de l'oeil se compose d'entrée de toutes les cellules de cône que la synapse avec elle, et un groupe de cellules de ganglion forme alternativement le champ réceptif pour une cellule dans le cerveau. Ce processus s'appelle la convergence .
Système auditif
Dans le système auditif, les champs récepteurs peuvent être des volumes dans l'espace auditif, ou peuvent être des régions des fréquences auditives . Les chercheurs égalisent rarement des champs récepteurs auditifs aux régions particulières de l'épithélium sensoriel comme, dans le cas des mammifères , les cellules de cheveux dans la cochlée .
Système Somatosensory
Dans le système somatosensory, les champs récepteurs sont des régions de la peau ou des organes internes . Quelques types de mécanorécepteurs ont de grands champs récepteurs, alors que d'autres ont les plus petits.Les grands champs récepteurs permettent à la cellule de détecter des changements au-dessus d'un secteur plus large, mais mènent à une perception moins précise. Ainsi, les doigts, qui exigent la capacité de détecter le détail fin, ont beaucoup, les mécanorécepteurs en masse emballés avec de petits champs récepteurs, alors que le dos et les jambes, par exemple, ont peu de récepteurs avec de grands champs récepteurs. Les récepteurs avec de grands champs récepteurs ont habituellement un " ; spot" chaud ; , un secteur dans le champ réceptif (habituellement au centre, directement au-dessus du récepteur) où la stimulation produit la réponse la plus intense.
Système visuel
Dans le système visuel, les champs récepteurs sont des volumes dans l'espace visuel . Par exemple, le champ réceptif d'un photorécepteur simple est un volume en forme de cône comportant toutes les directions visuelles dans lesquelles la lumière changera la mise à feu de cette cellule. Son apex est situé au centre de l'objectif et de sa base essentiellement à l'infini dans l'espace visuel. Traditionnellement, des champs récepteurs visuels ont été dépeints dans deux dimensions (par exemple, comme cercles, places, ou rectangles), mais ce sont simplement des tranches, coupent le long de l'écran sur lequel le chercheur a présenté le stimulus, du volume de l'espace auquel une cellule particulière répondra. Dans le cas des neurones binoculaires du dans le cortex visuel , les champs récepteurs ne se prolongent pas à l'infini optique . Au lieu de cela, ils sont limités à un certain intervalle de la distance de l'animal, ou d'où les yeux fixent (voir la région de Panum de ).Le champ réceptif est souvent identifié comme région de la rétine où l'action de la lumière change la mise à feu du neurone. En cellules rétiniennes de ganglion (voir ci-dessous), ce secteur de la rétine entourerait tous les photorécepteurs toutes les tiges et les cônes d'un oeil qui sont reliés à cette cellule particulière de ganglion par l'intermédiaire des cellules horizontales bipolaire des cellules et des cellules d'Amacrine de dans des neurones binoculaires dans le cortex visuel, il de est nécessaire de spécifier le secteur correspondant dans des les deux rétines (une dans chaque oeil). Bien que ceux-ci puissent être tracés séparément dans chaque rétine en fermant un ou autre oeil, la pleine influence sur la mise à feu du neurone est indiquée seulement quand les deux yeux sont ouverts.
Hubel et Wiesel (par exemple, Hubel, 1963) ont avancé la théorie que des champs récepteurs des cellules à un niveau du système visuel sont formés de l'entrée par des cellules à un niveau plus bas du système visuel. De cette façon, de petits, simples champs récepteurs ont pu être combinés pour former de grands, complexes champs récepteurs. De plus défunts théoriciens ont élaboré cet arrangement simple et hiérarchique en permettant à des cellules à un niveau du système visuel d'être influencées par rétroaction des niveaux plus élevés.
Des champs récepteurs ont été tracés pour tous les niveaux du système visuel des photorécepteurs, aux cellules rétiniennes de ganglion, aux cellules géniculées latérales de noyau, aux cellules de cortex visuel, aux cellules corticales d'extrastriate.
Cellules rétiniennes de ganglion
L'organisation des champs récepteurs des cellules de ganglion, composée d'entrées de beaucoup de tiges et de cônes, fournit une manière de détecter le contraste, et est employée pour détecter les bords des objets. Chaque champ réceptif est arrangé dans un disque central, le " ; centre" ; , et un anneau concentrique, le " ; surround" ; , chaque région répondant à l'opposé à la lumière. Par exemple, la lumière au centre pourrait augmenter la mise à feu d'une cellule particulière de ganglion, tandis que la lumière dans la bordure diminuerait la mise à feu de cette cellule.
Il y a deux types de cellules bipolaires : " ; sur-center" ; et " ; off-center" ;. Une cellule de sur-centre est stimulée quand le centre de son champ réceptif est exposé à la lumière, et est empêchée quand la bordure est exposée à la lumière. Les cellules décentrées ont juste la réaction opposée. La stimulation du centre du gisement réceptif des cellules de sur-centre produit la dépolarisation et une augmentation de de la mise à feu de la cellule de ganglion, la stimulation de la bordure produit une hyperpolarisation et une diminution de de la mise à feu de la cellule, et la stimulation du centre et de la bordure produit seulement une réponse douce (due à l'inhibition mutuelle du centre et de la bordure). Une cellule décentrée est stimulée par l'activation de la bordure et empêchée par la stimulation du centre (voir la figure).
Les photorécepteurs qui font partie des champs récepteurs de plus d'une cellule de ganglion peuvent exciter ou empêcher les neurones Postsynaptic parce qu'ils libèrent le glutamate de la neurotransmetteur à leurs synapses ce qui peut agir de dépolariser ou hyperpolarize une cellule, selon l'ion de creuse des rigoles qu'il s'ouvre.
Quand des photorécepteurs au centre du gisement réceptif des cellules de ganglion de sur-centre sont stimulés, ils cessent la libération du glutamate (parce que des photorécepteurs sont dépolarisés en l'absence de la lumière et répondent à la lumière par hyperpolarizing). À leurs synapses avec la cellule de sur-centre, le glutamate agit en tant que neurotransmetteur inhibitrice , ouvrant les canaux qui hyperpolarize la cellule. L'arrêt du dégagement du glutamate empêche un effet inhibiteur, menant à une augmentation de la mise à feu de la cellule de sur-centre.
Réciproquement, quand des photorécepteurs dans la bordure du gisement réceptif des cellules de ganglion de sur-centre sont stimulés, bien qu'ils répondent par l'arrêt le dégagement du glutamate, à leurs synapses avec la cellule de ganglion, glutamate agit en tant que neurotransmetteur excitatoire , ouvrant les canaux qui dépolarisent la cellule. L'arrêt du dégagement du glutamate empêche un effet excitatoire, menant à une diminution de la mise à feu de la cellule de sur-centre. Un photorécepteur peut faire des synapses avec le sur-centre et les cellules décentrées et a ainsi les synapses dans lesquelles le glutamate est excitatoire aussi bien que ceux dans lequel il est inhibiteur.
Centre-entourer l'organisation de champ réceptif permet à des cellules de ganglion de transmettre des informations pas simplement au sujet si les cellules de photorécepteur mettent le feu, mais également sur des différences dans des cadences de tir des cellules au centre et à la bordure. Ceci leur permet de transmettre des informations sur le contraste. La taille du champ réceptif régit la fréquence spatiale d'information : de petits champs récepteurs sont stimulés par de hautes fréquences spatiales, détail fin ; de grands champs récepteurs sont stimulés par de basses fréquences spatiales, détail brut. Les champs récepteurs rétiniens de cellules de ganglion donnent des informations sur des discontinuités dans la distribution de la lumière tombant sur la rétine ; ceux-ci spécifient souvent les bords des objets.
Noyau géniculé latéral
Promouvoir le long dans le système visuel, groupes de forme de cellules de ganglion les champs récepteurs des cellules au noyau géniculé latéral . Les champs récepteurs sont semblables à ceux des cellules de ganglion, avec un antagonique centre-entourer le système et les cellules qui sont on-- ou décentré.
Cortex visuel
Les champs récepteurs des cellules dans le cortex visuel sont plus grands et ont des conditions plus-complexes de stimulus que les cellules rétiniennes de ganglion ou les cellules géniculées latérales de noyau. Les champs récepteurs classifiés de Hubel et de Wiesel (par exemple, Hubel, 1963) des cellules dans le cortex visuel dans les cellules complexes simple des cellules et les champs récepteurs simples de cellules des cellules de Hypercomplex de sont ovales, par exemple avec un ovale central excitatoire, et une région environnante inhibitrice, ou approximativement rectangulaire, avec un long côté étant excitatoire et autre être inhibiteurs. Les images pour ces champs récepteurs doivent avoir une orientation particulière afin d'exciter la cellule. Pour des champs récepteurs de complexe-cellule, une barre correctement orientée de lumière pourrait devoir se déplacer une direction particulière afin d'exciter la cellule. Pour des champs récepteurs de hypercomplex, la barre pourrait également devoir être d'une longueur particulière.
Régions visuelles d'Extrastriate
Dans des secteurs visuels d'extrastriate, les cellules peuvent avoir des champs récepteurs très grands exiger des images très complexes d'exciter la cellule. Par exemple dans le cortex d'Inferotemporal de , les champs récepteurs croisent le midline de l'espace visuel et exigent des images telles que les râpages ou les mains radiaux. On le croit également que dans le secteur fusiforme de visage de , les images des visages excitent le cortex davantage que d'autres images. Cette propriété était l'un des premiers résultats principaux obtenus par le fMRI (Kanwisher, McDermott et Chun, 1997) ; la conclusion a été confirmée plus tard au niveau neuronal (Tsao, Freiwald, Tootell et Livingstone, 2006). Dans une veine semblable, les gens ont recherché d'autres secteurs catégorie-spécifiques ; de la recherche récente suggère par exemple que le secteur d'endroit de Parahippocampal de pourrait être légèrement spécialisé pour des bâtiments. Cependant, une recherche plus récente a suggéré que le secteur fusiforme de visage soit spécialisé pas simplement pour des visages, mais également pour tout discret, discrimination de dans-catégorie.
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