stringtranslate.com

Веретенообразная извилина

Веретенообразная извилина , также известная как латеральная затылочно-височная извилина , [1] [2] является частью височной доли и затылочной доли в поле Бродмана 37. [ 3] Веретенообразная извилина расположена между язычной извилиной и парагиппокампальной извилиной сверху, и нижней височной извилиной снизу. [4] Хотя функциональность веретенообразной извилины до конца не изучена, она связана с различными нервными путями, связанными с распознаванием. Кроме того, она связана с различными неврологическими явлениями, такими как синестезия , дислексия и прозопагнозия .

Анатомия

Анатомически веретенообразная извилина является крупнейшей макроанатомической структурой в вентральной височной коре , которая в основном включает структуры, участвующие в высокоуровневом зрении . [5] [6] Термин веретенообразная извилина (букв. «веретенообразная извилина») относится к тому факту, что форма извилины шире в ее центре, чем на концах. Этот термин основан на описании извилины Эмилем Хушке в 1854 году. [6] (см. также раздел об истории). Веретенообразная извилина расположена на базальной поверхности височной и затылочной долей и очерчена коллатеральной бороздой (CoS) и затылочно-височной бороздой (OTS) соответственно. [2] OTS отделяет веретенообразную извилину от нижней височной извилины (расположенной латерально по отношению к веретенообразной извилине), а CoS отделяет веретенообразную извилину от парагиппокампальной извилины (расположенной медиально по отношению к веретенообразной извилине).

Нижние виды веретенообразной извилины
  • Веретенообразная извилина и все извилины, прилегающие к ней, отображенные на 3D-печатном мозге здорового взрослого человека. Если смотреть на мозг снизу, то правое полушарие находится на левой стороне изображения
    Веретенообразная извилина и смежные извилины. веретенообразная извилина ; нижняя височная извилина ; парагиппокампальная извилина ; язычная извилина ; нижняя затылочная извилина .
  • Веретенообразная извилина со всеми основными бороздами, ее ограничивающими, отображенная на 3D-печатном мозге здорового взрослого человека. Если смотреть на мозг снизу, то правое полушарие находится на левой стороне изображения
    Веретенообразная извилина и ограничивающие ее борозды. веретенообразная извилина ; затылочно-височная борозда (OTS) ; коллатеральная борозда (CoS) ; срединная веретенообразная борозда (MFS) .

Веретенообразная извилина может быть далее разделена на латеральную и медиальную части, так как она разделена в своей середине относительно неглубокой средней веретенообразной бороздой (MFS). [7] [8] [9] Таким образом, латеральная веретенообразная извилина ограничена OTS латерально и MFS медиально. Аналогично, медиальная веретенообразная извилина ограничена MFS латерально и CoS медиально.

Важно отметить, что средняя веретенообразная борозда служит макроанатомическим ориентиром для веретенообразной области лица (FFA), функциональной подобласти веретенообразной извилины, которая, как предполагается, играет ключевую роль в обработке лиц. [5] [10]

История

Веретенообразная извилина имеет спорную историю, которая недавно была прояснена. Термин был впервые использован в 1854 году Эмилем Хушке из Йены, Германия , который назвал веретенообразную извилину «Spindelwulst» (буквально: веретенообразная выпуклость). Он выбрал этот термин из-за сходства, которое соответствующая мозговая извилина имеет с формой веретена, или фузиля, из-за его более широкой центральной части. [6] Сначала исследователи также обнаружили веретенообразную извилину у других млекопитающих, не принимая во внимание различия в общей организации мозга других видов. Сегодня веретенообразная извилина считается специфичной для гоминоидов . Это подтверждается исследованиями, показывающими только три височные извилины и отсутствие веретенообразной извилины у макак. [8]

Первое точное определение средней веретенообразной борозды было дано Густавом Ретциусом в 1896 году. Он был первым, кто описал sulcus sagittalis gyri fusiformis (сегодня: средняя веретенообразная борозда), и правильно определил, что борозда делит веретенообразную извилину на латеральную и медиальную части. В. Юлиус Микле упомянул среднюю веретенообразную борозду в 1897 году и попытался прояснить связь между височными бороздами и веретенообразной извилиной, назвав ее «внутриизвилистой бороздой веретенообразной дольки». [6]

Функция

Точная функциональность веретенообразной извилины до сих пор остается предметом споров, однако существует относительное единодушие относительно ее участия в следующих путях:

Обработка цветовой информации

В 2003 году В.С. Рамачандран сотрудничал с учеными из Института биологических исследований Солка, чтобы определить потенциальную роль веретенообразной извилины в пути обработки цвета в мозге. Изучая взаимосвязь внутри пути, особенно в случаях синестезии, Рамачандран обнаружил, что синестеты в среднем имеют более высокую плотность волокон, окружающих угловую извилину . Угловая извилина участвует в более высокой обработке цветов. [11] Волокна передают информацию о форме от веретенообразной извилины к угловой извилине, чтобы произвести ассоциацию цветов и форм в графемно-цветовой синестезии. [11] Перекрестная активация между угловой и веретенообразной извилинами наблюдалась в среднем мозге, подразумевая, что веретенообразное извилина регулярно взаимодействует со зрительным путем. [12]

Распознавание лица и тела

Части веретенообразной извилины имеют решающее значение для распознавания лиц и тел.

Распознавание слов

Считается, что части веретенообразной извилины левого полушария участвуют в распознавании слов .

Внутрикатегориальная идентификация

Дальнейшие исследования ученых Массачусетского технологического института показали, что левая и правая веретенообразные извилины играют разные роли, которые впоследствии взаимосвязаны. Левая веретенообразная извилина распознает «лицеподобные» черты в объектах, которые могут быть или не быть реальными лицами, тогда как правая веретенообразная извилина определяет, является ли эта распознанная черта лица на самом деле лицом. [13]

Сопутствующая нейронная передающая система

В исследовании 2015 года было предложено, что дофамин играет ключевую роль в задаче распознавания лиц и считалось связанным с нейронной активностью в веретенообразной извилине. Изучая корреляцию между связывающим потенциалом (BP) рецептора дофамина D1 с помощью ПЭТ и зависящим от уровня кислорода в крови (BOLD) при фМРТ-сканировании во время задачи распознавания лиц, было показано, что более высокая доступность рецептора D1 связана с более высоким уровнем BOLD. Это исследование показало, что эта связь с BP D1 значима только для FFG, а не для других областей мозга. Исследователи также показали возможность того, что более высокая доступность рецептора дофамина D1 может лежать в основе лучшей производительности в задаче распознавания лиц. [14] Известно, что дофамин связан с системой вознаграждения. Дофаминергическая система демонстрирует активную реакцию на стимулы, которые предсказывают возможные вознаграждения. Как социальная потребность, задача распознавания лиц может быть когнитивным процессом, в котором участвует дофамин, который может вызывать обратную связь подкрепления. [14] [15]

Исследование 2007 года изучало, как дофамин может регулировать активность FFG во время задачи распознавания лиц. Оно показало, что активность BOLD может модулироваться влиянием дофамина на постсинаптические рецепторы D1. Регулирование достигается таким образом, что дофамин сначала влияет на постсинаптический потенциал, а затем дополнительно вызывает увеличение активности BOLD в локальной области. Эту связь между увеличением постсинаптической активности BOLD и высвобождением дофамина можно объяснить блокировкой обратного захвата дофамина. [16]

Сопутствующие неврологические явления

Предполагается, что веретенообразная извилина связана с различными неврологическими явлениями.

Прозопагнозия

Некоторые исследователи полагают, что веретенообразная извилина может быть связана с расстройством, известным как прозопагнозия , или слепота к лицу. Исследования также показали, что веретенообразная область лица, область внутри веретенообразной извилины, активно участвует в восприятии лица, но только в любой общей идентификации внутри категории, которая, как показано, является одной из функций веретенообразной извилины. [17] Аномалии веретенообразной извилины также связаны с синдромом Уильямса . [18] Веретенообразная извилина также участвует в восприятии эмоций при лицевых стимулах. [19] Однако у людей с аутизмом наблюдается небольшая активация веретенообразной извилины в ответ на изображение человеческого лица. [20]

Синестезия

Недавние исследования показали активацию веретенообразной извилины во время субъективного восприятия графемы и цвета у людей с синестезией . [21] Влияние веретенообразной извилины на восприятие графемы кажется несколько более ясным, поскольку веретенообразная извилина, по-видимому, играет ключевую роль в распознавании слов. Связь с цветом может быть обусловлена ​​перекрестной проводкой (прямой связью) областей веретенообразной извилины и других областей зрительной коры, связанных с восприятием цвета. [22]

Дислексия

У людей с дислексией веретенообразная извилина недостаточно активна и имеет сниженную плотность серого вещества. [23]

Галлюцинации лица

Повышенная нейрофизиологическая активность в веретенообразной области лица может вызывать галлюцинации лиц, как реалистичных, так и мультяшных, как это наблюдается при синдроме Шарля Бонне , гипнагогические галлюцинации , педункулярные галлюцинации или галлюцинации, вызванные приемом наркотиков. [24]

Дополнительные изображения

Ссылки

  1. ^ Раджакумар, Радж; Кирнан, Джон (2014). Нервная система человека БАРРа (10-е изд.). п. 219. ИСБН 978-1-4511-7327-7.
  2. ^ ab "Анатомия Грея – Анатомические основы клинической практики, 41-е издание". 26 сентября 2015 г. Получено 18 ноября 2015 г.
  3. ^ Nature Neuroscience, т.7, 2004 г.
  4. ^ "Gyrus". Бесплатный словарь . Получено 2013-06-19 .
  5. ^ ab Grill-Spector, Kalanit ; Weiner, Kevin S. (2014). «Функциональная архитектура вентральной височной коры и ее роль в категоризации». Nature Reviews Neuroscience . 15 (8): 536–548. doi :10.1038/nrn3747. PMC 4143420 . PMID  24962370. 
  6. ^ abcd Zilles, Weiner (2015). «Анатомическая и функциональная специализация веретенообразной извилины». Neuropsychologia . 83 : 48–62. doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2015.06.033. PMC 4714959. PMID  26119921 . 
  7. ^ Grill-Spector, Weiner; et al. (2013). «Средняя веретенообразная борозда: ориентир, определяющий как цитоархитектонические, так и функциональные подразделения вентральной височной коры человека». NeuroImage . 84 : 453–465. doi :10.1016/j.neuroimage.2013.08.068. PMC 3962787 . PMID  24021838. 
  8. ^ ab Nasr (2011). «Сцено-селективные корковые области у человека и нечеловекообразных приматов». J Neurosci . 31 (39): 13771–85. doi :10.1523/jneurosci.2792-11.2011. PMC 3489186 . PMID  21957240. 
  9. ^ Grill-Spector, Weiner (2010). «Распределенная организация активаций лица и конечностей в вентральной височной коре человека». NeuroImage . 52 (4): 1559–73. doi :10.1016/j.neuroimage.2010.04.262. PMC 3122128 . PMID  20457261. 
  10. ^ Grill-Spector, Weiner (2012). «Невероятная простота веретенообразной области лица». Trends in Cognitive Sciences . 16 (5): 251–254. doi :10.1016/j.tics.2012.03.003. PMID  22481071. S2CID  17376865.
  11. ^ ab Ramachandran, VS (17 января 2011 г.). Мозг-рассказчик . Нью-Йорк: WW Norton & Company, Inc. ISBN 978-0-393-34062-4.
  12. ^ Хаббард EM, Рамачандран VS (ноябрь 2005 г.). «Нейрокогнитивные механизмы синестезии». Neuron (обзор). 48 (3): 509–20. doi : 10.1016/j.neuron.2005.10.012 . PMID  16269367.
  13. ^ Трафтон, А. «Как наш мозг узнает, что является лицом, а что нет?» MIT News
  14. ^ ab Rypma, Bart; Fischer, Håkan; Rieckmann, Anna; Hubbard, Nicholas A.; Nyberg, Lars; Bäckman, Lars (2015-11-04). "Dopamine D1 Binding Potential Predicts Fusiform BOLD Activity during Face-Recognition Performance". The Journal of Neuroscience . 35 (44): 14702–14707. doi :10.1523/JNEUROSCI.1298-15.2015. ISSN  1529-2401. PMC 4635124 . PMID  26538642. 
  15. ^ Шульц, Вольфрам (2007-05-01). «Поведенческие сигналы дофамина». Trends in Neurosciences . 30 (5): 203–210. doi :10.1016/j.tins.2007.03.007. ISSN  0166-2236. PMID  17400301. S2CID  11965742.
  16. ^ Кнутсон, Брайан; Гиббс, Саша ЭБ (2007-02-06). «Связывание дофамина прилежащего ядра и оксигенации крови». Психофармакология . 191 (3): 813–822. doi :10.1007/s00213-006-0686-7. ISSN  0033-3158. PMID  17279377. S2CID  2614688.
  17. ^ Маккарти, Г. и др. (1997). «Обработка лиц в фусмановой извилине». Журнал когнитивной нейронауки . 9 (5): 605–610. doi : 10.1162/jocn.1997.9.5.605. hdl : 2022/22741 . PMID  23965119. S2CID  23333049.
  18. ^ AL Reiss и др. Предварительные доказательства аномального белого вещества, связанного с веретенообразной извилиной при синдроме Уильямса: исследование диффузионно-тензорной визуализации с помощью трактографии. Гены, мозг и поведение 11.1, 62–68 (2012)
  19. ^ Радуа, Жоаким; Филлипс, Мэри Л.; Рассел, Тамара; Лоуренс, Наталия; Маршалл, Николетт; Калидинди, Шридеви; Эль-Хаге, Виссам; Макдональд, Колм; Джампьетро, ​​Винсент (2010). «Нейронная реакция на определенные компоненты испуганных лиц у здоровых и шизофренических взрослых». NeuroImage . 49 (1): 939–946. doi :10.1016/j.neuroimage.2009.08.030. PMID  19699306. S2CID  6209163.
  20. ^ Картер, Рита. Книга о человеческом мозге . стр. 241.
  21. ^ Визуализация связей в синестетическом мозге
  22. ^ Пуйоль, Дж. (2009-04-30). «Данные исследования Дж. Пуйоля и коллег обновляют понимание наук о жизни». Science Letter .
  23. ^ Кларк, Дэвид (2005). Мозг и поведение . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-54984-4.
  24. ^ Ян Дирк Блом. Словарь галлюцинаций . Springer, 2010, стр. 187. ISBN 978-1-4419-1222-0 

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Веретенообразная извилина .