감각 지도 및 뇌 발달

Sensory maps and brain development

감각 지도와 뇌 발달은 동물의 일생에 걸친 뇌의 발달과 동물의 감각 처리에 공간적인 조직과 패턴이 있다는 사실을 연결하는 신경 행동학의 개념입니다.감각 지도는 뇌의 조직화된 지도로서 감각 기관을 표현하는 것이고, 그것은 처리의 기본적인 조직입니다.감각 지도가 항상 감각의 정확한 지형 투영에 가까운 것은 아닙니다.뇌가 감각 지도로 구성된다는 사실은 측면 억제와 공간 코딩이 매핑의 부산물이라는 등 처리에 광범위한 영향을 미칩니다.유기체의 발달 과정은 감각 지도 형성을 안내합니다; 자세한 것은 아직 알려지지 않았습니다.감각 지도의 개발은 학습, 장기적인 잠재력, 경험 의존적인 가소성 및 선천적인 [1]특성을 필요로 합니다.경험 의존적 개발과 감각 지도의 유지에 대한 중요한 증거가 있으며, 경험 의존적 개발의 분자 기반, 시냅스 기반 및 계산 기반에 대한 증거가 증가하고 있습니다.

감각 지도

참고 항목:감각 지도

알려진 감각 지도 목록:

  • 소마토픽 지도: 호문쿨루스, 쥐 배럴 피질, 별코 두더지 코
  • 레티노 주제 지도: 시야 위치, 방향, 방향, 공간 주파수
  • 토노토픽 맵: 청각 간 시간 차이, 달팽이관의 빈도에서 토노토픽 맵.

컴퓨터 지도

참고 항목: Jeffress 모델

계산 지도는 "신경계에 의한 정보 처리 인프라의 핵심 구성 요소"입니다.[2] 정보 표현의 변환으로 정의되는 계산은 뇌 기능의 본질입니다.계산 맵은 감각 정보 처리 및 모터 프로그래밍과 관련되며, 고차 처리 영역에 액세스할 수 있는 파생 정보를 포함합니다.최초로 제안된 계산 맵은 소리 위치 측정 계산이 [3][4]감각 입력의 타이밍 차이에 의존한다고 명시한 Jeffress 모델(1948)이었습니다.제프리스 모델이 도입된 이후 뇌 지도를 수행하는 계산의 특성과 관련시키기 위한 보다 일반적인 지침 원칙이 제안되었습니다.제안된 모델 중 하나는 계산이 컴퓨터와 같은 병렬 프로세서에 분산된다는 것입니다. 이 모델에서 컴퓨터 처리는 [5]뇌가 수행하는 계산을 위한 모델입니다.더 최근에, 주요 시각 피질이 어떻게 시야 위치, 방향, 방향, 눈의 지배력, 그리고 [6]공간 주파수와 같은 여러 시각 지도들과 겹치는지 연구한 후에 "탄력적인 그물" 모델이 제안되었습니다.탄성 네트는 병렬 알고리즘을 사용하여 시야를 분석하고 커버리지와 [7]연속성 사이의 균형을 최적화합니다.

지도 개발에서 가소성의 역할

참고 항목: 배럴 피질

지도는 매우 유연하고 감각적인 경험에 따라 크게 바뀔 수 있습니다.장기적인 잠재력은 가소성이 발생하는 주요 메커니즘입니다.순차적 발화는 코드화된 위치를 이동시키는 LTP의 패턴을 유도하고, 행동적으로 생성된 시냅스 강도의 수정은 이후 행동에 영향을 미칩니다.경험은 지도를 유지하는 데 매우 중요합니다.랫드 배럴 피질에 대한 실험은 감각 활동 패턴의 변화가 피질 수용체의 구성을 바꿀 수 있다는 것을 보여주었습니다; 만약 특정 수염이 직접 자극을 받는다면, 피질은 직접 자극을 [8]반사할 것입니다.감각 지도의 중단은 수용기 시트의 실제 불연속성을 반영하며, 유발되고 자발적인 신경 활동은 감각 [9]지도의 다양한 특징을 지시합니다.

지도 형성 이론

감각 지도는 주로 경험에 의해 형성됩니다.뇌의 기본 배선은 생체 내에서 다양한 분자 유도 신호에 의해 설정되고, 배선은 감각 [10][11]경험에 기반한 신경 활동 패턴에 의해 정제됩니다.여러 맵의 동기화를 위해 회로에서 감각 입력의 재생을 통해 뉴런을 수평 통합 전에 수직 지형 기능 단위로 구성할 수 있습니다.뉴런은 전문화됩니다. 큰 갈색 박쥐에서, 지연 조정된 뉴런은 목표 범위를 인코딩하고 확률 인코더 역할을 합니다. 이것은 [12]경험에서 비롯됩니다.부엉이에서는 청각 단위가 공간의 특정 위치에 반응하고, 수용 영역의 상대적인 위치에 따라 단위가 체계적으로 배열되어 [13]청각 공간의 생리적 지도를 만들었습니다.중뇌 청각 핵에서 발견된 뉴런의 수용 영역은 소리의 성질과 강도에 관계없이 수용 영역을 가지고 있었습니다.

분자 염기

로저 스페리는 안구 회전과 신경 배선 다이어그램을 위한 화학적 기울기 모델을 제안했습니다.망막 뉴런과 표적 세포는 뉴런의 투영이 질서정연하도록 화학적 기울기의 형태로 식별 태그를 가지고 있었습니다.시각 세계의 지형도의 경우, 지도는 먼저 분자 [14]기울기 사이의 화학적 일치와 같은 분자 신호를 통해 신경 발달 중에 형성됩니다.감각 지도와 뇌 발달의 분자적 기반은 활발하게 탐구되고 있는 분야입니다.가장 최근의 연구는 뉴런의 감마 진동이 어린 [15]쥐의 시상과 피질의 발달을 동기화시킨다는 것을 보여주었습니다.

레퍼런스

  1. ^ 블럼, 케네스 1세, L.F. 애벗입니다"쥐 해마의 공간 지도 형성 모델"신경 계산 8.1 (1996): 85-93.인쇄.
  2. ^ 제프리스, L.A. "소리의 지역화에 대한 장소 이론" J. Comp.피롤.심리학. 41(1948): 35-39페이지.인쇄.
  3. ^ 제프리스, L.A. "소리의 지역화에 대한 장소 이론" J. Comp.피롤.심리학. 41(1948): 35-39페이지.인쇄.
  4. ^ 조리스, P. "청각 시스템에서의 우연 검출: 제프리스 이후 50년"뉴런 21.6 (1998): 1235-238.인쇄.
  5. ^ 넬슨, M., J. 바우어입니다."브레인 맵과 병렬 컴퓨터"신경과학의 동향 13.10(1990): 403-08.인쇄.
  6. ^ 크누드센, E.I., S. 라크, S. D. 에스터리."뇌 속의 컴퓨터 지도"신경과학연보 10.1(1987): 41-65.인쇄.
  7. ^ Carreira-Perpinan, M. A. "주요 시각 피질의 다중 지도 개발을 위한 전산 모델"대뇌피질 15.8 (2004): 1222-233.인쇄.
  8. ^ 다이아몬드, M.E. "성체 쥐 배럴 피질에서의 경험 의존적 가소성"국립과학원 의사록 90.5(1993): 2082-086.인쇄.
  9. ^ Kaas, Jon H., Kenneth C.카타니아.감각 표현의 특징은 어떻게 발달합니까?바이오에세이 24.4(2002): 334-43.인쇄.
  10. ^ 다이아몬드, M.E. "성체 쥐 배럴 피질에서의 경험 의존적 가소성"국립과학원 의사록 90.5(1993): 2082-086.인쇄.
  11. ^ 킹, 앤드류 J. "감각 경험과 뇌의 청각 공간에 대한 컴퓨터 지도의 형성"바이오 에세이 21(1999): 900-11.인쇄.
  12. ^ S.P.와 N에게.슈가. "큰 갈색 박쥐의 중뇌에 있는 지연된 뉴런"신경생리학 저널 73.3 (1995): 1084-100.인쇄.
  13. ^ Knudsen, E., M. Konishi."올빼미의 청각 공간 신경 지도" 과학 200.4343 (1978): 795-97인쇄.
  14. ^ Goodhill, Geoffrey, Jun Xu. "망막 지도의 개발: 분자 구배에 기초한 모델의 검토"네트워크: 신경 시스템에서의 계산 16.1 (2005): 5-34.인쇄.
  15. ^ 민레바예프, 마라트, 매튜 콜론네세, 티무르 틴사제, 안톤 시로타, 루스템 카지포프. "초기 감마 진동은 발달하는 시상과 피질을 동기화시킵니다."과학 334.6053