Hva er sidehemming? Definisjon og eksempler

Lateral hemming er prosessen der stimulerte nevroner hemmer aktiviteten til nærliggende nevroner. Ved lateral hemming reduseres nervesignaler til nærliggende nevroner (plassert lateralt til de eksiterte nevronene). Lateral hemming muliggjør hjerne å administrere miljøinnspill og unngå overbelastning av informasjon. Ved å dempe virkningen av noen sensoriske innspill og forbedre andres handling, hjelper sidehemming til å skjerpe vår sanseoppfatning av syn, lyd, berøring og lukt.

Key Takeaways: Lateral Inhibition

Nerveceller er nervesystemceller som sender, mottar og tolker informasjon fra alle deler av kroppen. Hovedkomponentene i et nevron er cellelegemet, aksoner og dendritter. Dendritter strekker seg fra nevronen og mottar signaler fra andre nevroner, cellelegemet er prosesseringssenteret til en nevron, og aksoner er lange nerveprosesser som forgrener seg i deres terminale ender for å overføre signaler til andre nevroner.

Nevroner kommuniserer informasjon gjennom nerveimpulser, eller handlingspotensialer. Nerveimpulser mottas ved neuronale dendritter, føres gjennom cellelegemet og føres langs aksonet til terminale grener. Mens nevroner er tett på hverandre, berører de faktisk ikke, men blir skilt av et gap som kalles en synaptisk kløft. Signaler overføres fra det pre-synaptiske nevronet til det post-synaptiske nevronet av kjemiske budbringere som kalles nevrotransmittere. Én nevron kan opprette forbindelser med tusenvis av andre celler ved synapser som skaper et enormt nevralt nettverk.

Ved lateral hemming stimuleres noen nevroner i større grad enn andre. Et sterkt stimulert nevron (viktigste nevron) frigjør eksitatorisk nevrotransmittere til nevroner langs en bestemt bane. Samtidig aktiverer den sterkt stimulerte viktigste nevronen interneuroner i hjernen som hemmer eksitasjon av laterale celler. Interneuroner er nerveceller som letter kommunikasjonen mellom sentralnervesystemet og motoriske eller sensoriske nevroner. Denne aktiviteten skaper større kontrast mellom ulike stimuli og resulterer i større fokus på en livlig stimulans. Lateral hemming skjer i sensoriske systemer i kroppen inkludert lukte, visuelle, taktile og auditive systemer.

Lateral hemming skjer i celler i netthinnen, noe som resulterer i forbedring av kanter og økt kontrast i visuelle bilder. Denne typen lateral hemming ble oppdaget av Ernst Mach, som forklarte den visuelle illusjonen som nå er kjent som Mach band i 1865. I denne illusjonen virker forskjellige skyggelagte paneler plassert ved siden av hverandre lysere eller mørkere ved overgangene til tross for ensartet farge i et panel. Paneler virker lysere ved kanten med et mørkere panel (venstre side) og mørkere ved kanten med et lysere panel (høyre side).

De mørkere og lysere båndene ved overgangene er egentlig ikke der, men er resultatet av sidehemming. Retinalceller fra øye mottar større stimulering hemmer omkringliggende celler i større grad enn celler som mottar mindre intens stimulering. Lette reseptorer som mottar innspill fra den lysere siden av kantene gir en sterkere visuell respons enn reseptorer som mottar innspill fra den mørkere siden. Denne handlingen tjener til å styrke kontrasten ved kantene, noe som gjør kantene mer tydelige.

Samtidig kontrast er også et resultat av lateral hemming. I samtidig kontrast påvirker lysstyrken på en bakgrunn oppfatningen av lysstyrken til en stimulus. Den samme stimulansen virker lysere mot en mørk bakgrunn og mørkere mot en lysere bakgrunn.

På bildet over er to rektangler med forskjellige bredder og ensartet i fargen (grå) satt mot en bakgrunn med en gradient av mørkt til lys fra toppen til bunnen. Begge rektangler virker lysere øverst og mørkere i bunnen. På grunn av lateral hemming gir lys fra den øverste delen av hvert rektangel (mot en mørkere bakgrunn) en sterkere neuronal respons i hjernen enn det samme lyset fra de nedre delene av rektanglene (mot en lettere) bakgrunn).

Lateral hemming skjer også i taktil, eller somatosensorisk oppfatning. Berøringsfølelser oppfattes ved aktivering av nevrale reseptorer i hud. Huden har flere reseptorer som opplever brukt trykk. Lateral hemming forbedrer kontrasten mellom sterkere og svakere berøringssignaler. Sterkere signaler (ved kontaktpunktet) hemmer nærliggende celler i større grad enn svakere signaler (perifert til kontaktpunktet). Denne aktiviteten lar hjernen bestemme det eksakte kontaktpunktet. Områder i kroppen med større berøringsskarphet, for eksempel fingertuppene og tungen, har et mindre mottagelig felt og en større konsentrasjon av sensoriske reseptorer.

Lateral hemming antas å spille en rolle i hørselen og den auditive veien til hjernen. Auditive signaler beveger seg fra cochleaen i det indre øre til hjørnebarken til hjernen tidsmessige lobber. Ulike auditive celler reagerer på lyder på spesifikke frekvenser mer effektivt. Hørselsneuroner som mottar større stimulering fra lyder med en viss frekvens kan hemme andre nevroner som får mindre stimulering fra lyder med en annen frekvens. Denne hemming i forhold til stimulering bidrar til å forbedre kontrasten og skjerpe lydoppfatningen. Studier antyder også at lateral hemming er sterkere fra lave til høye frekvenser og hjelper til med å justere neuronaktivitet i cochlea.

• Bekesy, G. Von. "Mach Band Type Lateral Inhibition in Different Sense Organs." Journal of General Physiology, vol. 50, gnr. 3, 1967, pp. 519–532., Doi: 10.1085 / jgp.50.3.519.
• Fuchs, Jannon L., og Paul B. Drukne. "Diskriminerbarhet med to punkter: Forhold til egenskaper ved det tomatfølsomme systemet." Somatosensory Research, vol. 2, nei. 2, 1984, pp. 163–169., Doi: 10.1080 / 07367244.1984.11800556.
• Jonas, Peter og Gyorgy Buzsaki. "Nevrell hemming." Scholarpedia, www.scholarpedia.org/article/Neural_inhibition.
• Okamoto, Hidehiko, et al. "Asymmetrisk lateral hemmende nevrell aktivitet i det auditive systemet: en magnetoencefalografisk studie." BMC nevrovitenskap, vol. 8, nei. 1, 2007, s. 33., doi: 10.1186 / 1471-2202-8-33.
• Shi, Veronica, et al. "Effekt av stimuleringsbredde på samtidig kontrast." PeerJ, vol. 1, 2013, doi: 10.7717 / peerj.146.