ديناميك سيناپس و درك حركت در مغز

Synaptic Dynamics and Motion Detection in the Brain

ديدن اجسام يك پروسه بسيار پيچيده است كه با همكاري قسمت هاي مختلف چشم و مغز انجام ميگيرد. اولين مرحله ديدن توسط شبكيه صورت مي گيرد. نورون هاي (سلول) دريافت كننده نور در شبكيه پس از تمركز نور بر آن سيگنال هايي را توليد و به يك شبكه ديگر از نورون ها ارسال مي دارد. در اين شبكه سيگنال هاي الكتريكي توليد و به مغز فرستاده مي شود. مغز اين سيگنال ها را تحليل كرده و اطلاعاتي را در مورد جسم مورد مشاهده به ما مي دهد. مكانيزم درك حركت اجسام در مغز از پيچيدگي هاي خاصي برخوردار است كه همچنان جزء تحقيقات روز نروفيزيك (Neurophysics) مي باشد. ما براي فهم مكانيزم حركت در مغز، كه بدون در نظر گرفتن جزئيات جسم انجام مي گردد، يك سري آزمايشات تجربي بر روي نورون هاي با ميدان ديد وسيع در مغز پرندگان انجام داديم. اين نورون ها فقط به انواع حركت ها حساسند ولي به اجسام ساكن حساس نيستند. نتايج اين تحقيق نشان مي دهد كه سيناپس ارتباطي مغز و چشم براي انتقال سيگنال هاي بينايي يك رفتار دو- فازي از خود نشان مي دهد. همچنين به سيگنال هاي ورودي اين سيناپس ها يك پاسخ دو- دويي مي دهد كه در صورت عبور يكي منجر به حذف پاسخ بعدي مي شود. ما به كمك ديناميك غير خطي اين سيناپس ها مدلي براي شبكه ارتباطي نورون هاي مغزي ارائه داديم كه پيش بيني ميكند اين قسمت مغز به انواع محرك هاي حركتي از جمله حركت يك جسم حساس است ولي به محرك هاي غير حركتي حساس نيست.

To understand the underlying mechanism of motion perception in the brain independently of the cues that define the moving object, we have examined the cellular properties of avian wide-field tectal neurons that are sensitive to a variety of moving stimuli but not to static stationary stimuli. This in vitro study showed phasic signal transfer at the retinotectal synapse and binary dendritic responses to synaptic inputs that interact in a mutually exclusive manner in the postsynaptic tectal neuron. A model of the tectal circuitry predicts that these two cellular properties mediate sensitivity to a wide range of dynamic spatiotemporal stimuli, including moving stimuli, but not to static stationary stimuli in a tectal neuron