|
|
|
Szelektív
vizuális percepció
|
| |
| Soha
nem vesszük magától értetődőnek az olyan érzékelési rendszereket,
mint az echolokáció vagy az elektrorecepció, amely különbözik
a saját érzékelési rendszerűnktől. Azonnal képesek vagyunk
felfogni, hogy mi lehet a funkciója a környezetből származó
információ nyerés és információk feldolgozás erősen specializált
típusainak.
Ezzel szemben a látás olyan természetes számunkra, hogy
könnyű feltételezni, ugyanúgy látunk, mint ahogy a többi
állat. Könnyen megszabadulhatunk ettől a benyomásunktól,
ha megvizsgáljuk az európai közönséges varangy vizuális
érzékelését. Ez a faj arra figyelmeztet
minket, hogy amit az állatok látnak és arra reagálnak, az
ugyanúgy specializált sejtek működésének eredménye, mint
a denevér radarrendszere, vagy a kacsacsőrű emlős elektromos
térérzékelő rendszere. |
| A
varangy látó rendszere az emberéhez hasonlóan
két nagy szemből, a környezet felé irányult retina felszínből
áll. A retina a receptor sejtek egy rétegét tartalmazza,
amely detektálja a tárgyakról visszavert fény energiáját.
Ezen receptorok sejthártyájában az áteresztő képesség változása
jelet állít elő,
amely átkapcsolódik a hálózat következő tagjára, a bipoláris
sejtekre, amelyek a jelet a ganglion sejtekhez továbbítják.
A ganglion sejtek hosszú axon nyúlványa együtt haladva a
látóideget formálják, amely akciós potenciálokat szállít
a varangy látólebenyére és talamuszára /14. ábra/.
A kapott információ képezi az állat döntésének alapját,
hogyan reagáljon a zsákmányra vagy a ragadozókra. |
| Jorg-Peter Ewert egy sajátos készüléket
tervezett, amellyel feljegyezheti a varangy látókérgében
egyetlen sejt aktivitását.
/252, 253/. A szerkezetet egy élő varangyra lehetett erősíteni,
amely szabadon mozgott és válaszolt a laboratóriumi környezet
ingereire. Ez a készülék jelzi, hogy amikor a varangy nyugodtan
ül (ebben a varangyok nagyon jók) és nincs semmilyen mozgás
a környezetében, az állat nyilvánvalóan nem lát semmit.
A fény fotonok bejutnak a retina receptoraiba de a látóideg
nem szállít jelet a látókéregbe. |
| A
látórendszer ganglion sejtjei végzik az ingerszűrést a varangyban.
Ezek a sejtek csak akkor sülnek ki, ha mozgó inger halad
keresztül az érzékelési mezőn. Egyetlen ganglion sejt érzékelési
mezője az a területe a retinának, ahonnét a receptorok üzenetet
küldenek a sejtnek a bipoláris idegsejteken keresztül. A
varangyban és számos más állatban mindegyik ganglion
sejt a retina egy kicsiny eliptikus részét figyeli és érzékelési
területe rendszerint egy központi ingerelhető régióból és
az azt követő gátló gyűrűből áll /15. ábra/. Képzeljünk
el egy barna rovart, amint sötét talajon mozog aa varangy
előtt. A rovar
nagyon kis képet állít elő a retina felszínén, mivel a rovar
által visszavert fénysugarak bejutnak a lencsébe és a szem
hátulsó részére fókuszálódnak. A kép receptorok csoportján
keresztül mozog. Egyes receptor csoportok egy agy több ganglion
sejt érzékelési
mezőjéhez tartozó központi ingerelhető területből állnak.
Ezek a sejtek kisülnek és információt küldenek az agyba.
|
| Képzeljünk
el egy nagy tárgyat, mint egy kéz, amely a varangy szeméhez
közel halad át. A kéz viszonylag nagy területét foglalja
el a retinának,
és a képe takarni fogja számos ganglion sejt teljes érzékelési
mezőjét. Ezen neuronok számára a gátló gyűrűből érkező jelek
nagyrészt, vagy teljesen kioldják a központi ingerelhető
zónából érkező jeleket. Így ezek a sejtek egyáltalán nem
sülnek ki.
Így a ganglion sejtek mozgásdetektorok, amelyek a retinát
érő fényintenzitás változás különböző aspektusaira érzékenyek.
A béka perspektívájából a kis mozgó képet a retinán sokkal
valószínűbben okozzák zsákmányok, tehát a közelben lévő
rovarok és férgek, vagy ellenségek (pl. távoli gém
vagy sündisznó), mint azok a tárgyak, amelyek nagy álló
képet vetítenek a receptorok felszínére. |
| A
vizuális ingerek szelektív analízise nem végződik a ganglion
sejtek szintjén. A látó kéreg neuronjai jeleket kapnak számos
szomszédos ganglion sejtből. Mindegyik agyi neuronnak így
megvan a saját érzékelési mezője, amely a ganglion sejtjei
által figyelt retina területekből áll. Egy kérgi sejt érzékelési
mezőinek tulajdonságát elektróda beültetésével lehet tanulmányozni
úgy, hogy
különböző tárgyakat mozgatunk az élő, de mozgásképtelenné
tett varangy előtt. Egyes ingerek erőteljes választ váltanak
ki, míg mások kevés akciópotenciált idéznek elő, a továbbiak
pedig egyáltalán nem befolyásolják az idegsejt aktivitását. |
| Az európai varangy
látókérgének egyes sejtjei legintenzívebben a hosszú, vékony
tárgyakra reagálnak, amelyek horizontálisan mozognak a béka
látómezejében /16. ábra/. Ezeknek a sejteknek durván kör
alakú érzékelési mezeje van, amely horizontálisan elhelyezkedő
központi
csíkból és az ezt követő gátló mezőből áll. A tárgyak amelyek
elsődlegesen az érzékelési mező ingerelhető területén haladnak
keresztül, kisüléseket okoznak. Azok a tárgyak, amalyek
mind az ingerelhető, mind a gátló területen átjutnak, kevés
vagy semmilyen
idegi impulzust sem okoznak, mivel az ingerelhető részek
jeleit a gátló jelek kioltják. |
| A kérgi neuronok ilyen felépítésének
a következményei akkor válnak világossá, ha valaki elképzeli
a viselkedésüket egy mozgó gilisztára. A giliszták kicsi,
5-10 mm-es
képet formálnak a varangy retináján. Ez a vízszintes orientációjú
kép keresztülhalad több kérgi sejt látómezejéhez tartozó
ingerelhető központi csíkon, gyors tüzelést váltva ki ezáltal.
Ezek a jelek eljutnak egyes agysejtekhez, amelyek jeleket
fogadnak az
agy másik területéről, a talamuszból is. Bizonyos talamikus
sejtek erőteljesen reagálnak olyan mozgó tárgyakra, mint
a gémek és a gólyák, amelyek körkörös képet vetítenek a
retinára. Ha mind a giliszta, mind a gólya detektor sejtek
aktívak, a varangy agyában
a döntést végző sejtek a varangy izmait úgy irányítják,
hogy vagy őrizzék meg jelenlegi helyzetüket, vagy kuporodjanak
le, miáltal kevésbé feltűnőek lesznek. Ha azonban a jel
nagyrészt giliszta detektorból származik, a varangy a giliszta
felé fog fordulni. A látókéregben van három további
típusú sejt, amely egymás után adja ki a motoros parancsokat.
Így |
- megállítja a varangyot fordulásban, amikor mindkét
szemét a potenciális áldozatára szegezi,
- előredől,
a nyelv hatósugarához közelítve a rovart,
- kinyitja a száját, kinyújta a nyelvét és elkapja
a gilisztát /252/
|
| |
|
Egy
evolúciós megközelítés 