Giải phẫu và Sinh lý hệ thống thị giác

Hệ thống thị giác là tập hợp các cấu trúc thu nhận ánh sáng tại võng mạc và biến đổi nó, thông qua một chuỗi các trạm chuyển tiếp và vùng vỏ não có trật tự, thành trải nghiệm nhìn thấy hình dạng, chuyển động, chiều sâu và màu sắc. Giải phẫu của nó tuân theo con đường võng mạc-thể gối-vỏ não từ mắt đến vỏ não thị giác sơ cấp và xa hơn nữa, và sinh lý của nó được tổ chức xung quanh các trường tiếp nhận và các tế bào thần kinh chọn lọc đặc điểm.

Definition

Hệ thống thị giác bao gồm võng mạc, dây thần kinh thị giác và giao thoa thị giác, dải thị giác, nhân thể gối bên của đồi thị, tia thị giác, vỏ não thị giác sơ cấp (vân) và các vùng ngoài vân phân tích thêm thông tin thị giác.

Scope

Mục này bao gồm tổ chức bình thường của con đường thị giác từ võng mạc đến vỏ não ngoài vân, khái niệm trường tiếp nhận, bản đồ võng mạc và sự phân chia rộng rãi thành các luồng vỏ não lưng và bụng. Đây là tài liệu tham khảo-giáo dục và không đề cập đến việc đánh giá lâm sàng hoặc điều trị các rối loạn thị giác.

Core questions

• Trường thị giác được ánh xạ võng mạc lên vỏ não như thế nào?
• Các đặc tính trường tiếp nhận xây dựng tính chọn lọc cho các cạnh, định hướng, chuyển động và màu sắc như thế nào?
• Các luồng lưng và bụng song song hỗ trợ thị giác không gian và vật thể như thế nào?

Key concepts

• Con đường võng mạc-thể gối-vỏ não
• Trường tiếp nhận
• Tính chọn lọc định hướng và các cột ưu thế mắt
• Bản đồ võng mạc
• Các luồng lưng ('ở đâu') và bụng ('cái gì')
• Chuyển tiếp nhân thể gối bên

Mechanisms

Ánh sáng được chuyển đổi bởi các tế bào cảm quang võng mạc và được xử lý thông qua các tế bào lưỡng cực và tế bào hạch, các sợi trục của chúng tạo thành dây thần kinh thị giác. Sau khi bắt chéo một phần tại giao thoa thị giác, các sợi thần kinh đến nhân thể gối bên và chiếu qua các tia thị giác đến vỏ não thị giác sơ cấp (V1). Hubel và Wiesel đã chỉ ra rằng các tế bào thần kinh V1 có các trường tiếp nhận định hướng và được sắp xếp thành các cột định hướng và ưu thế mắt, thiết lập nguyên tắc rằng các tế bào thần kinh vỏ não chiết xuất các đặc điểm cụ thể và quá trình xử lý là có thứ bậc. Ngoài V1, thông tin được phân phối rộng rãi vào một luồng chẩm thái dương bụng liên quan đến nhận dạng vật thể và một luồng chẩm đỉnh lưng liên quan đến thị giác không gian và hành động được hướng dẫn bằng thị giác, như Ungerleider và Mishkin đã đề xuất.

Clinical relevance

Vì con đường thị giác dài và có trật tự về mặt giải phẫu, các tổn thương tại các điểm khác nhau tạo ra các khiếm khuyết trường thị giác đặc trưng, và hệ thống thị giác là một mô hình cổ điển để hiểu tổ chức vỏ não. Mục này mô tả cấu trúc và chức năng bình thường để tham khảo giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc quản lý các rối loạn thị giác.

Evidence & guidelines

Sự hiểu biết về hệ thống thị giác dựa trên điện sinh lý học đơn vị hội tụ, truy tìm giải phẫu, các nghiên cứu tổn thương và hình ảnh thần kinh ở người. Khung trường tiếp nhận và cột xuất phát từ các ghi nhận ban đầu của Hubel và Wiesel, và giải thích hai luồng từ công trình tổn thương và giải phẫu so sánh; các tài liệu tham khảo toàn diện xuất hiện trong các sách giáo khoa thần kinh học tiêu chuẩn.

History

Việc lập bản đồ con đường thị giác đã tiến bộ thông qua mối tương quan lâm sàng-giải phẫu của các khiếm khuyết trường trong thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX. Cái nhìn sâu sắc về sinh lý học quyết định đến từ các ghi nhận đơn vị của Hubel và Wiesel vào những năm 1960, đã tiết lộ các trường tiếp nhận định hướng và kiến trúc cột trong vỏ não vân. Công trình giải phẫu và tổn thương sau đó đã dẫn đến đề xuất có ảnh hưởng về các luồng vỏ não lưng và bụng tách biệt.

Key figures

• David Hubel
• Torsten Wiesel
• Leslie Ungerleider
• Mortimer Mishkin
• Robert Desimone

Seminal works

• hubel-wiesel-1968
• ungerleider-mishkin-1982

Frequently asked questions

Trường tiếp nhận trong hệ thống thị giác là gì?

Trường tiếp nhận là vùng của trường thị giác, và mô hình kích thích cụ thể trong đó, điều khiển một tế bào thần kinh thị giác nhất định; các tế bào thần kinh trong vỏ não thị giác sơ cấp phản ứng tốt nhất với các cạnh định hướng nằm trong trường tiếp nhận của chúng.

Các luồng thị giác lưng và bụng là gì?

Sau vỏ não thị giác sơ cấp, quá trình xử lý thị giác được chia rộng rãi thành một luồng bụng liên quan đến việc xác định vật thể và một luồng lưng liên quan đến việc định vị vật thể trong không gian và hướng dẫn hành động, một tổ chức được Ungerleider và Mishkin đề xuất lần đầu tiên.