第二講:眼睛

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目錄

Introduction to the Physiology of Perception

心在哪裡?

  • 歴史典故
    • 課本是用西方的典故
    • 其實早期東西方想得差不多:)
    • 心在「心」上
  • 圖2.1(P.24)

由「心」開始(Aristotle)→再想到「靈魂」(Galen)→變成「小矮人」(Descartes)→最後才到「腦」

給神經照個像

  • 用Golgi染色的大腦一些神經元形狀《P.25 Figure2.2
  • 箭頭指的是神經原細胞體,細線條是樹突或軸突《示意圖見圖2.4(P.27)

大腦的大結構《P.26 Figure2.3》

  • 初級感覺接受續位於大腦的顳葉、枕葉、頂葉和額葉,額葉包含了整合感覺的功能
  • 其中視覺:枕葉
  • 聽覺:顳葉
  • 觸覺:頂葉

神經活動的「示意圖」《P.27 Figure2.4》

  • 圖中右邊的神經元包含細胞體、樹突和一個軸突或神經纖維
  • 圖中左邊的神經元有一個細胞體接受器接收來自環境的刺激

知覺接受器(receptors)《P.27 Figure2.5》

  • a.視覺 b.聽覺 c.觸覺 d.嗅覺 e.味覺
  • 這些特別的接受器有特定的類型去把環境能量轉成電能
  • 星星處代表接受器神經元刺激動作轉變的過程

神經/神經纖維

  • 神經(nerves)包含很多神經纖維(nerve fibers),視神經(optic nerve)從眼睛訊號送到後方
  • 剖面示意圖:視神經包含一百萬條神經纖維《P.28 Figure2.6

量一個神經纖維的活動《P.28 Figure2.7》

  • (a)當一條神經纖維處於休息的狀態時,在神經纖維內外有一個的電位差-70(mV),測量電位差的儀表在圖的左邊,而結果在圖的右邊
  • (b)動作電位上升階段
  • (c)動作電位下降階段
  • (d)最終回到休息狀態

在休息(靜止)狀態《P.29 Figure2.8》

  • 這個神經纖維顯示外在有高濃度的鈉,而內在有鉀。其他像是負離子氯的就沒顯示出來
  • 所以此時內部較外部為低電位

鈉鉀流量造成的動作電位《P.29 Figure2.9》

  • (a)當正離子鈉流入軸突內,其內在神經元變的更正向(動作電位上升階段)
  • (b)當正離子鉀流入軸突,其內在神經元變的更負向(動作電位下降階段)
  • (c)在鉀離子和鈉離子經過電極後,神經纖維回到休息狀態

神經纖維的反應《P.30 Figure2.10》

  • (a)弱
  • (b)中等
  • (c)強
  • 增加刺激也增加頻率和神經規律性

突觸的傳遞(synaptic transmission)《P.31 Figure2.11》

  • (a)信號由軸突傳遞到末端的突觸
  • (b)神經衝動造成神經元的突觸囊釋放出神經傳遞物質
  • (c)神經傳遞物質在接受區結合並且在接受神經元產生電位的改變

去極化(depolarization)/過極化(hyperpolarization)《P.31 Figure2.12》

  • (a)興奮傳遞物質造成去極化,一種增加內在正向電位
  • (b)抑制傳遞物質造成過極化,一種在軸突內增加負向電位;內在電位必須達到閾值線才能產生動作電位

興奮/抑制輸入的作用《P.32 Figure2.13》

  • 興奮(E)和抑制(I)輸入一個神經元的效應。興奮和抑制輸入的數量說明那些箭頭上突觸的大小。反應電極紀錄在右邊顯示

no convergence《P.33 Figure2.14》

  • 神經回路無聚合(convergence)時
  • 當刺激輸入在較大或較小範圍,下面神經之活動大小不變

convergence《P.33 Figure2.15》

  • 單純累加的聚合回路
  • 左邊:一個有合流的神經連結
  • 右邊:當接受器數量改變時,B神經元反應

較複雜的convergence《P.33 Figure2.16》

  • 左邊:一個有抑制區的神經回路
  • 右邊:當接受器被刺激數量改變時之B神經元的反應

實驗過程示意圖《P.34 Figure2.17》

  • 記錄一隻被麻醉的貓視神經裡其中一條纖維的電訊號。螢幕上每一點對應到貓視網膜的點

網膜節細胞的接受區《P.34 Figure2.18》

  • 刺激對貓咪視網膜上的節細胞反應

網膜 retina 節細胞 ganglion cell 接受區 receptive field

中央興奮型接受區《P.35 Figure2.19》

  • 隨著光刺激大小增加 ,興奮中心和周圍抑制這種細胞的接受域反應
  • a:當照在興奮區,反應變多
  • b:光刺激照滿全部興奮區,反應頻率更高
  • c:同時照在興奮和抑制區,兩者相互抵抗(拮抗),反應與休息時差不多
  • 觸覺接受區的例子
    • 在丘腦(thalamus)觸覺相對應的區域
    • 找到一神經的接受區如圖2.20
    • 反應情況與圖2.19相似

grandmother cell(?)《P.36 Figure2.21》

  • 每張臉都有特定的神經元去編碼
  • 這樣的想法的來源??
  • 對特定對象反應的細胞
    • 研究方法:因癲癇(Epilepsy)埋入電極在hippocampus 或medial temporal lobe
    • 結果:有僅對「特定對象」反應之細胞
      • 對別的對象不反應
      • 對特定對象之各種均反應
        • 如圖2.22 反應Halle Berry

分散編碼《P.38 Figure2.23》

  • 分散編碼(distributed coding)
  • 幾乎每個神經對每一個對象(在此為人臉)反應
  • 但反應大小不一樣
  • 有何優點?

Mind-Body problem

  • 回到原點:心在哪裡?
  • neural correlate of consciousness (NCC)
  • P.39 Figure2.24
    • easy problem
      • 神經反應直接對應於(知覺)經驗
    • hard problem
      • 生理學歴程對應於(知覺)經驗


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