Viikkotehtävä 3.

1. Lähde valitsemastasi lihaksesta seuraamaan liikesignaalia taaksepäin, ja kuvaa mistä hermoston rakenteista liikekäskyt tulevat. Mistä tahdonalainen liike mahtaa saada alkunsa?

Kyynernivelen koukistuessa olkalihas supistuu. Olkalihasta hermottavat alfamotoneuronit(lower motor neurons), jotka lähtevät selkäytimen etusarvista(ventral root) kohti lihaksia. Samalla, kun olkalihas supistuu sen vastavaikuttaja lihakset rentoutuvat inhiboivien välineuronien ja venytysreflexin avulla. Selkäytimessä alfamotoneuroni synapsoi kortikospinaaliradan(upper motor neurons) aksonien kanssa. Kortikospinaalirata vaihtaa puolta ydinjatkeen ja selkäytimen liitoskohdassa, joten kehon vasemman puolen lihaksia hermottaa aivojen oikeapuolisko ja oikean puolen lihaksia aivojen vasenpuoli. Kortikospinaalirata saa alkunsa isoaivokuoren motorisesta korteksista alueilta 4 ja 6, josta liike saa alkunsa. Primäärin motorisen aivokuoren muodostaa Brodmannin alue 4. Alueen 4 ärsytys saa aikaan pieniä liikeitä. Alueet 6 ja 8 muodostavat premotorisen aivokuoren, jonka ärsytys saa aikaan massaliikkeitä. Supplementaarinen liikeaivokuori osallistuu monimutkaistein liikkeiden ohjelmointiin. Pikkuaivot hienosäätelevät liikettä.

2. Kuinka eri aistinreseptorien ominaisuudet vaikuttavat siihen, millaista tietoa ympäristöstä poimitaan, kuinka aivot sitä käsittelevät, ja miten havaitsemme ympäristömme? Antakaa esimerkkejä.

Ihminen kerää ympäristöstä havaintoja kaikilla aisteillaan, näkö- kuulo- tunto- maku- ja hajuaistilla. Nämä aistit ovat kehittyneet havaitsemaan ihmiselle olennaista tietoa.

Niinpä näkösolut havaitsevat näkyvää valoa, joka sijoittuu aallonpituuksille 350-700 nm. Näköhavainto etenee tappi- ja sauvasoluista verkkokalvon bipolaarisolujen ja gangliosolujen kautta talamukseen. Talamuksesta näkörata jatkuu isoaivoihin näköaivokuorelle. Näköhermoradat risteytyvät optisessa kiasmassa siten, että vasen aivopuoliskolle tulee tietoa ainoastaan molempien silmien oikeasta näkökentästä ja oikealle tulee tietoa vasemmasta näkökentästä.

Korva aistii ääntä kuuloalueelta 20-20000 Hz. Toiset ovat tottuneempia erottamaan äänien taajuuksia herkemmin kuin toiset ihmiset. Kuuloketju aivoihin on moniosainen. Informaatio kulkee simpukasta viiden eri aksonin kautta talamukseen ja sieltä sisempään polvitumakkeeseen ja lopulta kuuloaivokuorelle.

Erilaisilla tuntoreseptoreilla havaitaan lämpötila, paine, kosketus, terävyys/pehmeys ja kipu. Tuntoaistinsolut synapsoivat selkäytimessä ja jatkavat sieltä pikkuaivoihin. Hajureseptorit keräävät molekyylejä, jotka sopivat reseptoreihin. Perushajuja ei kuitenkaan vielä ole pystytty erittelemään yhtä hyvin kuin perusmaut. Hajuhermo johtaa isoaivoihin. Osa tiedosta kulkee amygladan kautta, mikä selittää hajujen ja tunteiden välisen vahvan yhteyden.

Aistihavaintojen lisäksi ympäristön havainnointiin liittyy yksilön tarkkaavaisuus. Ihmisen mielenkiinnot, tunteet sekä muistot vaikuttavat tekemiimme havaintoihin.
Lisätietoa ihmisen aisteista löytyy lähteenäkin käytetystä sivustosta:  http://ihmisenaisti.tripod.com/index.html

3. Minkälaisiin näköärsykkeiden ominaisuuksiin erikoistuneita alueita aivokuorelta löytyy ja missä ne sijaitsevat? Millaisia yhteyksiä näiden alueiden välillä on ja kuinka ne heijastavat näköinformaation käsittelyn järjestymistä aivoissa? Tukevatko omat kokemuksesi näkökentän eri piirteiden käsittelyn tiukkaa eriyttämistä?

Aivokuorelta löytyy monia näköärsykkeiden ominaisuuksiin erikoistuneita alueita. Aistininformaatio tulee ensisijaisesti primäärille aivokuorelle (V1), joka sijaitsee takaraivolohkossa. Näköärsyke kulkee pitkin silmän verkkokalvon gangliosolujen aksonien muodostamaa näköhermoa pitkin. Näköhermo päättyy talamuksen ulompaan polvitumakkeesen, josta hermosäikeet jatkuvat hermokimppuna primäärille aivokuorelle. Oikea aivopuolisko saa näköinformaation molempien silmien oikeasta puolesta ja vasen vasemmalta.

Primääriltä näköaivokuorelta signaali etenee sitä ympäröiville alueille (Brodmannin alue 18 ja 19, V2 ja V3) jatkokäsittelyä varten. Primaarialueet lähettävät paljon takaisinkytkentäsignaaleja talamukseen ja korkeammat alueet primäärialueille. Alueiden välillä on paljon yhteyksiä. Informaationkäsittely on siis rinnakkaista.

Alue V2 sijaitsee päälaenlohkolla lähellä V1 aluetta ja se vastaa monimutkaisempien muotojen hahmottamisesta. Aivokuoren näköjärjestelmä voidaan jakaa ventraaliseen rataan ja dorsaaliseen rataan. Ventraaliseen rataan kuuluvat alueet takaraivolohkosta kohti ohimolohkoa. Signaali etenee alueiden V2 ja V3 kautta alueelle V4, joka vastaanottaa esimerkiksi väri-informaatiota. Ventraalisen radan tehtävänä on objektin tunnistaminen. Dorsaaliseen rataan kuuluvat alueet takaraivolohkon keski-etuosista, ohimolohkon yläosista, taemman päälaenlohkon alueita ja otsalohkon alue. Tässäkin signaali etenee alueiden V2 ja V3 kautta mutta päätyy alueelle V5/MT. Dorsaalista rataa pitkin kulkee informaatiota tilan hahmottamisesta, huomion ja liikkeiden ohjauksesta.

Lähteet:

Tfy-99.2710 Opetusmoniste 2012

http://www.terveyskirjasto.fi/xmedia/duo/duo94630.pdf

Bear et al: Neuroscience – Exploring the Brain, Lippincott Williams & Wilkins