Il sistema visivo La decussazzione del sistema visivo Gli strati del genicolato laterale Gli strati del genicolato laterale Cellule magno e parvo Le vie magno e parvo • La retina: – Classe M (cellule A o P) 10% – Classe P (cellule B o P) 90% • Cellule ganglionari M strati magnocellulari del’LGN • Cellule ganglionari P strati parvocellulari del’LGN Le vie magno e parvo • Le cellule P: – sono selettive per le lunghezze d’onda – sono selettive per le alte frequenze spaziali (detagli) – hanno una risposta lenta e sostenuta (tonica), • Le cellule M: – – – – non sono selettive per le lunghezze d’onda sono selettive per le basse frequenze spaziali hanno una risposta transiente (fasica) Hanno una maggiore velocità di conduzione. • Per ogni eccentricità, il campo dendritico delle cellule M è tre volte più largo di quello delle cellule P. Nucleo genicolato laterale La disposizione topografica dei campi recettivi delle cellule gangliari è riprodotta nell’LGN Ogni strato posiede una completa mappa della emiretina. Le aree visive (circa 50% della corteccia) L’input alla corteccia David Hubel and Torsten Wiesel LGN Cortex Cellule semplici (Hubel e Wiesel) Retina o LGN Campi recettivi Semplici Cellule complesse (Hubel e Wiesel) Cellula semplice Cellule genicolati Selettività all’orientamento La topografia del area visiva primario (V1) Magnificazione corticale Movie Selettivita` alle frequenze spaziali C=a/L Bassa frequenza spaziale Alta frequenza spaziale Selettivita` alle frequenze spaziali Selettivita` alle frequenze spaziali Selettivita` alle frequenze spaziali Selettivita` alle frequenze spaziali nel uomo Orientamento Frequenza spaziale I filtri spaziali Modello teoretico per spiegare il “shift effect” Selettivita` al movimento 20% delle cellule complesse mostrano una forte selettivita` al direzione del movimento L’area visiva 2 • La destinazione principale delle fibre uscenti da V1 è V2 • Invece di blobs e regioni interblob, V2 presenta un insieme di bande perpendicolari al bordo tra V1 e V2. • Esistono tre tipi di bande: una spessa e l’altra sottile, separate da strisce pallide L’area visiva 2 • I neuroni dello strato 4B di V1 (via M) proiettano alle strisce spesse: sono selettivi per l’orientamento e per il movimento e molti sono sensibili alla disparità retinica (la base della stereopsi). • I neuroni dei blobs proiettano alle strisce sottili: non sono selettivi per l’orientamento ma più della metà rispondono al colore • Le regioni interblob proiettano alle regioni interbanda; selettivi per l’orientamento ma non alla direzione del movimento o colore. Area visiva 4 • Entrambe le suddivisioni della via P, le strisce sottili (colore) e le regioni interbanda (forme) proiettano a V4 • V4 e le altre aree visive superiori a V2 assumono la colorazione per la citocromo ossidasi in modo relativamente omogeneo • Però altra evidenza anatomica suggerisce che la separazione tra le due suddivisioni della via P continua in V4. Area visiva 4 • Le lesioni di V4 sembrano compromettere l’abilità delle scimmie di identificare i colori • Lesioni dell’area equivalente negli esseri umani danneggiano la capacità di distinguere i colori: acromatopsia. • V4 è importante anche per la discriminazione degli oggetti: lesioni di V4 compromettono la capacità di discriminare gli oggetti. Area visiva IT • V4 proietta principalmente alla corteccia visiva temporale, dove sembra esserci un’integrazione di forme e colore. • Dare origine alla rappresentazione di oggetti complessi: neuroni di questa regione rispondono ad immagini o oggetti complessi, come le facce. Area visiva 5 o MT • V5 analizza informazione circa il movimento e la profondita’. • Lesioni di V5 causano difetti nei movimenti oculari di inseguimento e nella discriminazione della direzione del movimento. • V5 e V3 proiettono poi alla corteccia parietale. Area visiva 3 • La via M proietta a V3 e V5, sia direttamente tramite lo strato 4B di V1, sia dalle strisce di V2. • La maggior parte delle cellule in V3 è selletiva per l’orientamente e si pensa sia coinvolta nell’analisi delle forme dinamiche: p.e. movimento biologico. Percorsi M e P La separazione delle vie • La separazione delle vie P e M non dovrebbe essere troppo enfatizzata. • Ci sono alcune comunicazioni tra i due percorsi. • Se gli strati M dell’LGN sono resi inattivi, le risposte dei neuroni a stimoli visivi risultano ridotte sia in V4, sia nei blobs sia nelle regioni interblob di V1. I campi recettivi sono più grandi nelle aree superiori, e perdano la retinatopia • • • • V1 – V4 – PIT – AIT – > 1 gradi2 4 gradi2 16 gradi2 150 gradi2 Grandezza dei campi ricettivi “What” and “Where” “What” and “Where” nella corteccia prefrontale • I due sistemi proiettano a differenti aree corticali prefrontali: il sistema "what" proietta alla corteccia della convessità inferiore (IC), il sistema "where" alla regione dorsolaterale prefrontale (DL). • La corteccia prefrontale è una regione importante per la memoria di lavoro. • La regione IC è coinvolta nella memoria di lavoro per gli oggetti, mentre l'area DL è implicata nella memoria di lavoro spaziale. Due percorsi per l’elaborazione dell’informazione: “what” and “how” Goodale and Milner Pulv Posterior Parietal Cortex SC Retina LGNd V1 Inferotemporal Cortex Matching Patient DF Control Posting L’illusione di Titchener Contrasto di grandezza L’illusione inganna l’occhio ma non la mano (Agliotti et Goodale, 1995) Blindsight (visione cieca) • Lesioni di V1 causano cecità, ma in condizioni di scelta forzata un paziente potrebbe mostrare di percepire stimoli visivi senza esserne consapevole: visione cieca. • Si suppone che questo tipo di percezione sia mediata da vie subcorticali che oltrepassano V1 e proiettano direttamente ad aree visive superiori. Le vie nervose che proiettano della retina: possibile connessioni per il blindsight • È stato suggerita l’esistenza di una via "veloce" LGN – V5 che oltrepassa V1 (Zeki). • Esistano poche conferme dagli studi condotti sulle scimmie. – I neuroni in V5 rispondano dopo il bloccaggio delle vie dal V1, ma l'ablazione del SC abolisce gran parte di quest'attività – Dopo il raffreddamento (inattivazione) di V1 solo 2% dei neuroni di V2 rispondevano normalmente.