Что такое боковое торможение? Определение и примеры

Боковое торможение это процесс, с помощью которого стимулированные нейроны подавляют активность соседних нейронов. При латеральном торможении нервные сигналы к соседним нейронам (расположенным латерально к возбужденным нейронам) уменьшаются. Боковое торможение позволяет мозг управлять воздействием окружающей среды и избежать информационной перегрузки. Путем ослабления действия одних сенсорных воздействий и усиления действия других, боковое торможение помогает обострить наше чувственное восприятие зрения, звука, осязания и обоняния.

Ключевые выводы: боковое торможение

Нейроны являются клетками нервной системы, которые отправляют, получают и интерпретируют информацию со всех частей тела. Основными компонентами нейрона являются тело клетки, аксоны и дендриты. Дендриты простираются от нейрона и получают сигналы от других нейронов, тело клетки является центром обработки нейрон и аксоны - это длинные нервные отростки, которые разветвляются на своих терминальных концах для передачи сигналов другим нейронам.

Нейроны передают информацию через нервные импульсы или потенциалы действия. Нервные импульсы поступают на нейрональные дендриты, проходят через тело клетки и переносятся вдоль аксона к терминальным ветвям. Хотя нейроны находятся близко друг к другу, на самом деле они не соприкасаются, но разделяются щелью, называемой синаптической щелью. Сигналы передаются от пресинаптического нейрона к постсинаптическому нейрону с помощью химических мессенджеров, называемых нейротрансмиттерами. Один нейрон может соединяться с тысячами других клеток в синапсах, создавая обширную нейронную сеть.

При латеральном торможении некоторые нейроны стимулируются в большей степени, чем другие. Высоко стимулированный нейрон (главный нейрон) выпускает возбуждающий нейромедиаторы нейроны вдоль определенного пути. В то же время высоко стимулированный главный нейрон активирует интернейроны в головном мозге, которые ингибируют возбуждение расположенных в боковом направлении клеток. Интернейроны - это нервные клетки, которые облегчают связь между Центральная нервная система и моторные или сенсорные нейроны. Эта деятельность создает больший контраст среди различных стимулов и приводит к большей концентрации на ярких стимулах. Боковое торможение происходит в сенсорных системах организма, в том числе обонятельныйзрительные, тактильные и слуховые системы.

Латеральное торможение происходит в клетках сетчатки, что приводит к усилению краев и повышению контрастности на визуальных изображениях. Этот тип бокового торможения был открыт Эрнстом Махом, который объяснил визуальную иллюзию, теперь известную как Мах полос в 1865 году. В этой иллюзии панели с различными оттенками, расположенные рядом, кажутся более светлыми или темными на переходах, несмотря на однородный цвет внутри панели. Панели выглядят светлее на границе с более темной панелью (слева) и темнее на границе с более светлой панелью (справа).

Более темные и светлые полосы на переходах на самом деле отсутствуют, но являются результатом бокового торможения. Клетки сетчатки глаз получение большей стимуляции подавляет окружающие клетки в большей степени, чем клетки, получающие менее интенсивную стимуляцию. Световые рецепторы, получающие вход от более светлой стороны краев, производят более сильный визуальный ответ, чем рецепторы, получающие вход от более темной стороны. Это действие служит для усиления контраста на границах, делая края более выраженными.

Одновременный контраст также является результатом бокового торможения. При одновременном контрасте яркость фона влияет на восприятие яркости стимула. Тот же стимул выглядит светлее на темном фоне и темнее на светлом фоне.

На изображении выше два прямоугольника различной ширины и однородного по цвету (серого) установлены на фоне с градиентом темноты к свету сверху вниз. Оба прямоугольника выглядят светлее сверху и темнее снизу. Из-за бокового торможения свет от верхней части каждого прямоугольника (на темном фоне) создает более сильный Нейрональный ответ в мозге, чем тот же свет от нижних частей прямоугольников (против более светлых фон).

Боковое торможение также происходит при тактильном или соматосенсорном восприятии. Ощущения касания воспринимаются активацией нервных рецепторов в кожа. Кожа имеет несколько рецепторов, которые чувствуют приложенное давление. Боковое торможение усиливает контраст между более сильными и более слабыми сенсорными сигналами. Более сильные сигналы (в точке контакта) подавляют соседние клетки в большей степени, чем более слабые сигналы (периферийные по отношению к точке контакта). Эта деятельность позволяет мозгу определить точную точку контакта. Области тела с большей остротой прикосновения, такие как кончики пальцев и язык, имеют меньшее восприимчивое поле и большую концентрацию сенсорных рецепторов.

Считается, что латеральное торможение играет роль в слухе и слуховом пути мозга. Слуховые сигналы распространяются от улитки во внутреннюю ухо в слуховую кору головного мозга височные доли. Различные слуховые клетки реагируют на звуки на определенных частотах более эффективно. Слуховые нейроны, получающие большую стимуляцию от звуков на определенной частоте, могут подавлять другие нейроны, получающие меньшую стимуляцию от звуков на другой частоте. Это торможение пропорционально стимуляции помогает улучшить контраст и улучшить восприятие звука. Исследования также показывают, что латеральное торможение сильнее от низких до высоких частот и помогает регулировать активность нейронов в улитке.

• Бекси Г. Von. «Боковое торможение типа группы Маха в различных органах чувств». Журнал общей физиологиитом 50, нет 3, 1967, с. 519-532., Doi: 10.1085 / jgp.50.3.519.
• Фукс, Джаннон Л. и Пол Б. Утопить. «Двухточечная различимость: связь со свойствами соматосенсорной системы». Соматосенсорные исследованиятом 2, нет 2, 1984, с. 163–169., Doi: 10.1080 / 07367244.1984.11800556.
• Джонас, Питер и Георгий Бузсаки. «Нейронное торможение». Scholarpedia, www.scholarpedia.org/article/Neural_inhibition.
• Okamoto, Hidehiko, et al. «Асимметричная латеральная ингибирующая нейронная активность в слуховой системе: магнитоэнцефалографическое исследование». BMC Neuroscienceтом 8, нет. 1, 2007, с. 33., doi: 10.1186 / 1471-2202-8-33.
• Ши, Вероника и др. «Влияние ширины стимула на одновременный контраст». PeerJтом 1, 2013, doi: 10.7717 / peerj.146.