Сенсорная обработка

редактировать

Сенсорная обработка - это процесс, который организует ощущения от собственного тела и окружающей среды, что позволяет использовать тело эффективно в окружающей среде. В частности, он имеет дело с тем, как мозг обрабатывает несколько входных сенсорных модальностей, таких как проприоцепция, зрение, слуховая система, тактильный, обонятельный, вестибулярная система, интероцепция и вкус в полезные функциональные выходы.

В течение некоторого времени считалось, что сигналы, поступающие от разных органов чувств, обрабатываются в разных областях мозга. Связь внутри этих специализированных областей мозга и между ними называется функциональной интеграцией. Более новые исследования показали, что эти различные области мозга не могут нести единоличную ответственность только за одну сенсорную модальность, но могут использовать несколько входных сигналов для восприятия того, что тело ощущает в окружающей среде. Мультисенсорная интеграция необходима почти для каждой деятельности, которую мы выполняем, потому что комбинация нескольких сенсорных входов необходима для понимания нашего окружения.

Содержание

  • 1 Обзор
    • 1.1 Основные задействованные структуры
    • 1.2 Проблемы
  • 2 История
  • 3 Текущие исследования
  • 4 Примеры
    • 4.1 Аудиовизуальная система
    • 4.2 Сенсомоторная система
  • 5 Дальнейшие исследования
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Обзор

Некоторое время считалось, что входные данные от разных органов чувств обрабатываются в разных областях в головном мозге, относящееся к системной нейробиологии. Используя функциональную нейровизуализацию, можно увидеть, что сенсорно-специфическая кора головного мозга активируется различными входными сигналами. Например, области затылочной коры связаны со зрением, а области верхней височной извилины являются реципиентами слуховых сигналов. Существуют исследования, предполагающие более глубокую мультисенсорную конвергенцию, чем в сенсорно-специфической коре головного мозга, которые были перечислены ранее. Эта конвергенция множественных сенсорных модальностей известна как мультисенсорная интеграция.

Обработка сенсорных данных связана с тем, как мозг обрабатывает сенсорную информацию от различных сенсорных модальностей. К ним относятся пять классических чувств: зрение (зрение), слух (слух), тактильная стимуляция (прикосновение ), обоняние (запах) и gustation (вкус). Существуют и другие сенсорные модальности, например, вестибулярное чувство (равновесие и чувство движения) и проприоцепция (чувство знания своего положения в пространстве). Наряду с временем (Чувство знания, где вы находитесь во времени или деятельности). Важно, чтобы информация об этих различных сенсорных модальностях была взаимосвязанной. Сами сенсорные входы представляют собой разные электрические сигналы и в разных контекстах. Посредством сенсорной обработки мозг может связать все сенсорные входы в связное восприятие, на котором в конечном итоге основано наше взаимодействие с окружающей средой.

Вовлеченные основные структуры

Всегда считалось, что разные чувства контролируются отдельными долями мозга, называемыми зонами проекции. Доли мозга - это классификации, которые разделяют мозг как анатомически, так и функционально. Эти доли - это лобная доля, отвечающая за сознательное мышление, теменная доля, отвечающая за зрительно-пространственную обработку, затылочную долю, отвечающую за зрение, и височную долю, отвечающую за обоняние и звуки. С самых ранних времен неврологии считалось, что эти доли несут единоличную ответственность за их единственную сенсорную модальность. Однако более новые исследования показали, что это может быть не совсем так.

Проблемы

Иногда может возникнуть проблема с кодированием сенсорной информации. Это расстройство известно как расстройство обработки сенсорной информации (SPD). Это расстройство можно далее разделить на три основных типа.

  • Расстройство сенсорной модуляции, при котором пациенты ищут сенсорную стимуляцию из-за чрезмерной или недостаточной реакции на сенсорные стимулы.
  • Сенсорное моторное расстройство. У пациентов неправильная обработка моторной информации, что приводит к плохой моторике.
  • Расстройство обработки сенсорной информации или расстройство сенсорной дискриминации, которое характеризуется проблемами контроля позы, недостатком внимания и дезорганизацией.

Существует несколько методов лечения. используется для лечения СПД. Анна Джин Эйрес утверждала, что ребенку нужна здоровая «сенсорная диета», которая представляет собой все виды деятельности, которыми занимаются дети, которая дает им необходимые сенсорные данные, необходимые для того, чтобы заставить свой мозг улучшить обработку сенсорной информации..

История

В 1930-е годы д-р. Уайлдер Пенфилд проводил очень странную операцию в Монреальском неврологическом институте. Доктор Пенфилд "был пионером внедрения нейрофизиологических принципов в практику нейрохирургии. Доктор Пенфилд был заинтересован в поиске решения проблемы эпилептических припадков, которые были у его пациентов. Он использовал электрод для стимуляции различных областей коры головного мозга и спрашивал своего все еще находящегося в сознании пациента, что он или она чувствовал. Этот процесс привел к публикации его книги "Кора головного мозга человека". "Картирование" ощущений его пациентов Чувство побудило доктора Пенфилда составить схему ощущений, которые были вызваны стимуляцией различных областей коры головного мозга. Миссис Х.П. Кэнтли была художником, нанятым доктором Пенфилдом для иллюстрации своих открытий. Результатом стала концепция первого сенсорного гомункула.

Гомонкул - это визуальное представление интенсивности ощущений, исходящих от различных частей тела. Д-р Уайлдер Пенфилд и его коллега Герберт Джаспер разработали электрод, стимулирующий различные различные части мозга, чтобы определить, какие части были причиной эпилепсии. Затем эту часть можно было удалить или изменить хирургическим путем, чтобы восстановить оптимальную работу мозга. При выполнении этих тестов они обнаружили, что функциональные карты сенсорной и моторной коры у всех пациентов были одинаковыми. Из-за их новизны в то время эти гомонкулы были провозглашены «E = mc² нейробиологии».

Текущее исследование

До сих пор нет окончательных ответов на вопросы, касающиеся взаимосвязи между функциональными и структурные асимметрии в мозге. В человеческом мозгу существует ряд асимметрий, в том числе то, как обрабатывается речь, главным образом, в левом полушарии мозга. Однако были случаи, когда люди обладали языковыми навыками, сопоставимыми с теми, кто использует левое полушарие для обработки речи, но в основном они используют свое правое или оба полушария. Эти случаи создают вероятность того, что функция может не следовать структуре в некоторых когнитивных задачах. Текущие исследования в области обработки сенсорной информации и мультисенсорной интеграции направлены на то, чтобы, надеюсь, раскрыть тайны концепции латерализации мозга.

Исследования сенсорной обработки могут многое предложить для понимания функции мозга в целом. Основная задача мультисенсорной интеграции - выяснить и отсортировать огромные количества сенсорной информации в теле с помощью множества сенсорных модальностей. Эти методы не только не независимы, но и дополняют друг друга. Если одна сенсорная модальность может дать информацию об одной части ситуации, другая модальность может получить другую необходимую информацию. Объединение этой информации помогает лучше понять физический мир вокруг нас.

Может показаться излишним, что нам предоставляют несколько сенсорных входов об одном и том же объекте, но это не обязательно так. Эта так называемая «избыточная» информация на самом деле является подтверждением того, что то, что мы переживаем, действительно происходит. Восприятие мира основано на моделях, которые мы строим для этого мира. Сенсорная информация информирует эти модели, но эта информация также может сбивать модели с толку. Сенсорные иллюзии возникают, когда эти модели не совпадают. Например, если наша зрительная система может обмануть нас в одном случае, наша слуховая система может вернуть нас в земную реальность. Это предотвращает сенсорное искажение, потому что за счет комбинации нескольких сенсорных модальностей модель, которую мы создаем, намного более надежна и дает лучшую оценку ситуации. Если рассуждать логически, гораздо легче обмануть одно чувство, чем одновременно обмануть два или более чувств.

Примеры

Одно из самых ранних ощущений - обонятельное ощущение. Эволюция, вкусы и обоняние развивались вместе. Эта мультисенсорная интеграция была необходима древним людям, чтобы гарантировать, что они получают правильное питание из своей пищи, а также чтобы убедиться, что они не употребляют ядовитые вещества. Есть несколько других сенсорных интеграций, которые появились на ранней стадии эволюции человека. Интеграция между зрением и слухом была необходима для пространственного картирования. Интеграция между зрением и тактильными ощущениями развивалась вместе с нашей более тонкой моторикой, включая лучшую зрительно-моторную координацию. В то время как люди превратились в двуногие организмы, равновесие стало экспоненциально более важным для выживания. мультисенсорная интеграция между визуальными входами, вестибулярными (балансными) входами и проприоцептивными входами сыграла важную роль в нашем развитии прямоходящих.

Аудиовизуальная система

Возможно, одна из наиболее изученных сенсорных интеграций - это отношения между зрением и слухом. Эти два чувства воспринимают одни и те же объекты в мире по-разному, и, комбинируя их, они помогают нам лучше понять эту информацию. Видение доминирует в нашем восприятии мира вокруг нас. Это потому, что визуальная пространственная информация является одним из самых надежных сенсорных модальностей. Визуальные стимулы записываются непосредственно на сетчатку, и есть несколько внешних искажений, которые предоставляют неверную информацию в мозг об истинном местоположении объекта. Другая пространственная информация не так надежна, как визуальная пространственная информация. Например, рассмотрим слуховой пространственный ввод. Иногда местоположение объекта можно определить исключительно по его звуку, но сенсорный ввод может быть легко модифицирован или изменен, что дает менее надежное пространственное представление объекта. Таким образом, слуховая информация не представлена ​​в пространстве, в отличие от визуальных стимулов. Но как только у человека есть пространственное отображение на основе визуальной информации, мультисенсорная интеграция помогает объединить информацию от визуальных и слуховых стимулов, чтобы сделать более надежное отображение.

Были проведены исследования, показывающие, что существует динамический нейронный механизм для сопоставления слуховых и визуальных сигналов от события, которое стимулирует несколько органов чувств. Одним из наблюдаемых примеров является то, как мозг компенсирует расстояние до цели. Когда вы разговариваете с кем-то или смотрите, что что-то происходит, слуховые и визуальные сигналы обрабатываются не одновременно, но воспринимаются как одновременные. Такой вид мультисенсорной интеграции может привести к небольшим ошибкам в зрительно-слуховой системе в виде эффекта чревовещания. Примером эффекта чревовещания является ситуация, когда у человека по телевизору кажется, что его голос идет изо рта, а не из динамиков телевизора. Это происходит из-за ранее существовавшего пространственного представления в мозгу, которое запрограммировано думать, что голоса исходят изо рта другого человека. Это приводит к тому, что визуальный отклик на входной аудиосигнал пространственно искажен и, следовательно, смещен.

Сенсомоторная система

Зрительно-моторная координация - один из примеров сенсорной интеграции. В этом случае нам требуется тесная интеграция того, что мы визуально воспринимаем об объекте, и того, что мы тактильно воспринимаем об этом же объекте. Если бы эти два чувства не были объединены в мозгу, у человека было бы меньше возможностей манипулировать объектом. Координация глаз и рук - тактильное ощущение в контексте зрительной системы. Зрительная система очень статична в том смысле, что она мало перемещается, но руки и другие части, используемые в тактильном сенсорном сборе, могут свободно перемещаться. Это движение рук должно быть включено в отображение как тактильных, так и визуальных ощущений, иначе человек не сможет понять, куда они двигают руками, и к чему они прикасаются и на что смотрят. Примером этого является взгляд на младенца. Младенец берет предметы и кладет их в рот или прикасается ими к ногам или лицу. Все эти действия приводят к формированию пространственных карт в мозгу и осознанию того, что «Эй, та штука, которая двигает этот объект, на самом деле является частью меня». Увидеть то же самое, что они чувствуют, - важный шаг в картировании, которое требуется младенцам, чтобы начать понимать, что они могут двигать руками и взаимодействовать с объектом. Это самый ранний и явный способ ощутить сенсорную интеграцию.

Дальнейшие исследования

В будущем исследования сенсорной интеграции будут использоваться, чтобы лучше понять, как различные сенсорные модальности включены в мозг, чтобы помочь нам выполнять даже самые простые задачи. Например, в настоящее время у нас нет понимания, необходимого для понимания того, как нейронные цепи преобразуют сенсорные сигналы в изменения двигательной активности. Дополнительные исследования системы сенсомотор могут помочь понять, как эти движения контролируются. Это понимание потенциально может быть использовано, чтобы узнать больше о том, как улучшить протезирование, и, в конечном итоге, помочь пациентам, потерявшим способность пользоваться конечностями. Кроме того, если вы узнаете больше о том, как могут сочетаться различные сенсорные входы, это может оказать глубокое влияние на новые инженерные подходы с использованием робототехники. Сенсорные устройства робота могут принимать входные данные различных модальностей, но если мы лучше поймем мультисенсорную интеграцию, мы сможем запрограммировать этих роботов для преобразования этих данных в полезные выходные данные, чтобы лучше служить нашим целям.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-07 10:24:37
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте