Kaj je bočna inhibicija? Opredelitev in primeri

Bočna inhibicija je postopek, s katerim stimulirani nevroni zavirajo delovanje bližnjih nevronov. Pri lateralni inhibiciji se zmanjšajo živčni signali do sosednjih nevronov (nameščenih stransko do vzbujenih nevronov). Bočna inhibicija omogoča možgani za upravljanje vnosa v okolje in preprečevanje preobremenitve informacij. Z dušenjem delovanja nekaterih senzoričnih vložkov in izboljšanjem delovanja drugih bočna inhibicija pomaga izostriti naš zaznavanje občutkov vida, zvoka, dotika in vonja.

Ključni odvzemi: bočna inhibicija

Nevroni so celice živčnega sistema, ki pošiljajo, sprejemajo in razlagajo informacije iz vseh delov telesa. Glavne sestavine nevrona so celično telo, aksoni in dendriti. Dendriti segajo od nevrona in sprejemajo signale od drugih nevronov, celično telo je procesno središče a nevroni in aksoni so dolgi živčni procesi, ki se odcepijo na njihovih končnih koncih in posredujejo signale drugim nevronom.

Nevroni sporočajo informacije prek živčnih impulzov ali akcijski potenciali. Živčni impulzi se sprejemajo pri nevronskih dendritih, prehajajo skozi celično telo in se prenašajo po aksonu do terminalnih vej. Medtem ko so nevroni blizu skupaj, se dejansko ne dotikajo, ampak jih ločuje vrzel, imenovana sinaptični razcep. Signali se od pred-sinaptičnega nevrona do post-sinaptičnega nevrona prenašajo s pomočjo kemičnih sporočil, imenovanih nevrotransmiterji. En nevron lahko vzpostavi povezavo s tisoči drugih celic v sinapsah in ustvari široko nevronsko mrežo.

Pri lateralni inhibiciji se nekateri nevroni stimulirajo v večji meri kot drugi. Močno stimuliran nevron (glavni nevron) sprošča vzbujajoče nevrotransmiterji do nevronov po določeni poti. Hkrati močno stimuliran glavni nevron aktivira internevrone v možganih, ki zavirajo vzbujanje bočno nameščenih celic. Interneuroni so živčne celice, ki olajšajo komunikacijo med centralni živčni sistem in motoričnih ali senzornih nevronov. Ta aktivnost ustvarja večji kontrast med različnimi dražljaji in vodi do večje osredotočenosti na živ dražljaj. Bočna inhibicija se pojavi v senzoričnih sistemih telesa, vključno vonjava, vidni, taktilni in slušni sistemi.

V celicah mrežnice se pojavi bočna inhibicija, kar ima za posledico povečanje robov in povečan kontrast vizualnih slik. To vrsto stranske inhibicije je odkril Ernst Mach, ki je pojasnil vidno iluzijo, ki je zdaj znana kot Mach pasovi leta 1865. V tej iluziji so različno zasenčene plošče, nameščene drug ob drugem, na prehodih videti svetlejše ali temnejše, kljub enotni barvi znotraj plošče. Plošče so na obrobju svetlejše s temnejšo ploščo (leva stran) in na obrobju svetlejše plošče (desna stran).

Temnejših in svetlejših pasov na prehodih res ni, so pa posledica bočne inhibicije. Celice mrežnice oko prejemanje večje stimulacije zavira okoliške celice v večji meri kot celice, ki prejemajo manj intenzivno stimulacijo. Svetlobni receptorji, ki sprejemajo vhod s svetlejše strani robov, ustvarjajo močnejši vidni odziv kot receptorji, ki sprejemajo vhod s temnejše strani. To dejanje služi za povečanje kontrasta na mejah, s čimer so robovi bolj izraziti.

Hkrati kontrast je tudi posledica bočne inhibicije. Hkrati kontrast svetlost ozadja vpliva na zaznavanje svetlosti dražljaja. Isti dražljaj se zdi svetlejši na temnem ozadju in temnejši proti svetlejšemu ozadju.

Na zgornji sliki sta dva pravokotnika različnih širin in enakomerne barve (siva) postavljena na ozadje z naklonom temne do svetlobe od vrha do dna. Oba pravokotnika sta na vrhu videti svetlejša in na dnu temnejša. Zaradi bočne inhibicije svetloba iz zgornjega dela vsakega pravokotnika (proti temnejšemu ozadju) proizvede močnejšo odziv nevronov v možganih kot enaka svetloba iz spodnjih delov pravokotnikov (proti vžigalniku ozadje).

Bočna inhibicija se pojavlja tudi pri taktilni ali somatosenzorni percepciji. Občutke na dotik zaznavamo z aktiviranjem nevronskih receptorjev v koža. Koža ima več receptorjev, ki čutijo pritisk. Bočna inhibicija poveča kontrast med močnejšimi in šibkejšimi dotičnimi signali. Močnejši signali (na mestu stika) zavirajo sosednje celice v večji meri kot šibkejši signali (obodni do točke stika). Ta dejavnost možganom omogoča, da določijo točno točko stika. Območja telesa z večjo ostrino dotika, kot so konice prstov in jezik, imajo manjše sprejemljivo polje in večjo koncentracijo senzorskih receptorjev.

Misli se, da bočna inhibicija igra vlogo pri slušnem in slušnem poteku možganov. Slušni signali potujejo od kohleje v notranjosti uho do slušne skorje možganov temporalne režnje. Različne slušne celice se učinkoviteje odzivajo na zvoke na določenih frekvencah. Slušni nevroni, ki prejemajo večjo stimulacijo zvokov z določeno frekvenco, lahko zavirajo druge nevrone, ki prejemajo manj stimulacije od zvokov z drugačno frekvenco. Ta inhibicija v sorazmerju s stimulacijo pomaga izboljšati kontrast in izostri zaznavanje zvoka. Študije tudi kažejo, da je lateralna inhibicija močnejša od nizkih do visokih frekvenc in pomaga pri prilagajanju nevronske aktivnosti na kohli.

• Bekesy, G. Von. "Bočna inhibicija tipa Mach v različnih organih občutkov." Časopis za splošno fiziologijo, vol. 50, št. 3, 1967, str. 519–532., Doi: 10.1085 / jgp.50.3.519.
• Fuchs, Jannon L. in Paul B. Utopiti. "Dvotočkovna diskriminacija: odnos do lastnosti somatosenzornega sistema." Somatosenzorične raziskave, vol. 2, št. 2, 1984, str. 163–169., Doi: 10.1080 / 07367244.1984.11800556.
• Jonas, Peter in Gyorgy Buzsaki. "Nevronska inhibicija." Učenjak, www.scholarpedia.org/article/Neural_inhibicija.
• Okamoto, Hidehiko in sod. "Asimetrična bočna inhibicijska nevronska aktivnost v slušnem sistemu: magnetnoencefalografska študija." BMC Nevroznanost, vol. 8, št. 1, 2007, str. 33., doi: 10.1186 / 1471-2202-8-33.
• Shi, Veronica in sod. "Vpliv širine stimulusa na hkratni kontrast." PeerJ, vol. 1, 2013, doi: 10.7717 / peerj.146.