Co je to boční inhibice? Definice a příklady

Boční inhibice je proces, kterým stimulované neurony inhibují aktivitu blízkých neuronů. Při laterální inhibici jsou nervové signály sousedních neuronů (umístěné laterálně k excitovaným neuronům) sníženy. Boční inhibice umožňuje mozek řídit environmentální vstup a zabránit přetížení informací. Tím, že tlumíme působení některých senzorických vstupů a zvyšujeme působení ostatních, pomáhá boční inhibice naše zaostření vnímání smyslů zraku, zvuku, dotyku a čichu.

Klíčové cesty: Boční inhibice

Neurony jsou buňky nervového systému, které odesílají, přijímají a interpretují informace ze všech částí těla. Hlavními složkami neuronu jsou buněčné tělo, axony a dendrity. Dendrity sahají od neuronu a přijímají signály od jiných neuronů, buněčné tělo je zpracovatelským centrem a neuron a axony jsou dlouhé nervové procesy, které se rozvětvují na svých koncových koncích a přenášejí signály do jiných neuronů.

Neurony komunikují informace prostřednictvím nervových impulsů, nebo akční potenciály. Nervové impulsy jsou přijímány v neuronálních dendritech, procházejí buněčným tělem a přenášeny podél axonu do terminálních větví. Zatímco neurony jsou blízko sebe, ve skutečnosti se nedotýkají, ale jsou odděleny mezerou zvanou synaptická rozštěp. Signály jsou přenášeny z předsynaptického neuronu do postsynaptického neuronu chemickými posly zvanými neurotransmitery. Jeden neuron dokáže při synapsích navázat spojení s tisíci dalších buněk a vytvořit tak rozsáhlou neuronovou síť.

Při laterální inhibici jsou některé neurony stimulovány ve větší míře než jiné. Vysoce stimulovaný neuron (hlavní neuron) uvolňuje excitaci neurotransmitery neurony podél určité cesty. Současně vysoce stimulovaný hlavní neuron aktivuje interneurony v mozku, které inhibují excitaci laterálně umístěných buněk. Interneurony jsou nervové buňky, které usnadňují komunikaci mezi centrální nervový systém a motorické nebo smyslové neurony. Tato aktivita vytváří větší kontrast mezi různými podněty a vede k většímu zaměření na živý podnět. Boční inhibice nastává v senzorických systémech těla včetně čichový, vizuální, hmatové a sluchové systémy.

Boční inhibice nastává v buňkách sítnice, což má za následek zvýšení okrajů a zvýšení kontrastu ve vizuálních obrazech. Tento typ laterální inhibice objevil Ernst Mach, který vysvětlil vizuální iluzi nyní známou jako Machovy kapely v roce 1865. V této iluzi se různě stínované panely umístěné vedle sebe zjevují světlejší nebo tmavší na přechodech, a to i přes jednotnou barvu uvnitř panelu. Panely jsou na okraji světlejší s tmavším panelem (levá strana) a tmavší na okraji s světlejším panelem (pravá strana).

Tmavší a světlejší pruhy na přechodech nejsou ve skutečnosti, ale jsou výsledkem laterální inhibice. Sítnice buněk oko přijímání větší stimulace inhibuje okolní buňky ve větší míře než buňky přijímající méně intenzivní stimulaci. Světelné receptory přijímající vstup ze světlejší strany okrajů vytvářejí silnější vizuální odpověď než receptory přijímající vstup z tmavší strany. Tato akce slouží k posílení kontrastu na okrajích, čímž se okraje zvýrazní.

Současný kontrast je také výsledkem laterální inhibice. Při současném kontrastu ovlivňuje jas pozadí vnímání jasu podnětu. Stejný stimul se zdá být světlejší na tmavém pozadí a tmavší na světlejším pozadí.

Na obrázku výše jsou dva obdélníky různých šířek a jednotné barvy (šedé) umístěny na pozadí se sklonem tmavé ke světlu shora dolů. Oba obdélníky vypadají světlejší nahoře a tmavší dole. Kvůli laterální inhibici vytváří světlo z horní části každého obdélníku (na tmavším pozadí) silnější neuronální odpověď v mozku než stejné světlo ze spodních částí obdélníků (proti zapalovači Pozadí).

K laterální inhibici dochází také v taktilním nebo somatosenzorickém vnímání. Dotykové pocity jsou vnímány aktivací nervových receptorů v kůže. Kůže má více receptorů, které snímají aplikovaný tlak. Boční inhibice zvyšuje kontrast mezi silnějšími a slabšími dotykovými signály. Silnější signály (v bodě kontaktu) inhibují sousední buňky ve větší míře než slabší signály (periferní k bodu kontaktu). Tato aktivita umožňuje mozku určit přesný kontaktní bod. Oblasti těla s větší ostrostí na dotek, jako jsou prsty a jazyk, mají menší receptivní pole a větší koncentraci senzorických receptorů.

Předpokládá se, že laterální inhibice hraje roli ve sluchu a sluchové dráze mozku. Sluchové signály putují z kochley uvnitř ucho do sluchové kůry mozku časové laloky. Různé sluchové buňky účinněji reagují na zvuky při specifických frekvencích. Sluchové neurony přijímající větší stimulaci ze zvuků při určité frekvenci mohou bránit jiným neuronům přijímajícím méně stimulace ze zvuků při jiné frekvenci. Tato inhibice v poměru ke stimulaci pomáhá zlepšit kontrast a ostření vnímání zvuku. Studie také naznačují, že laterální inhibice je silnější z nízkých na vysoké frekvence a pomáhá upravit neuronovou aktivitu v kochlei.

• Bekesy, G. Von. "Machova boční inhibice typu v různých smyslových orgánech." Žurnál obecné fyziologie, sv. 50, ne. 3, 1967, str. 519–532., Doi: 10,1085 / jgp.50,3,519.
• Fuchs, Jannon L. a Paul B. Utopit. "Dvoubodová diskriminace: vztah k vlastnostem somatosenzorického systému." Somatosenzorický výzkum, sv. 2, ne. 2, 1984, str. 163–169., Doi: 10,1080 / 07367244,1984,11800556.
• Jonas, Peter a Gyorgy Buzsaki. "Neurální inhibice." Scholarpedia, www.scholarpedia.org/article/Neural_inhibition.
• Okamoto, Hidehiko, et al. „Asymetrická laterální inhibiční neurální aktivita v sluchovém systému: magnetoencefalografická studie.“ Neurovědy BMC, sv. 8, ne. 1, 2007, str. 33., doi: 10,1186 / 1471-2202-8-33.
• Shi, Veronica, et al. "Vliv šířky stimulu na současný kontrast." PeerJ, sv. 1 2013, doi: 10 777 / peerj.146.