المعالجة البصرية

الموسوعة الحرة

المعالجة البصرية هي قدرة الدماغ على استخدام المعلومات البصرية من العالم الخارجي وتفسيرها . وتُعدّ عملية تحويل الضوء إلى صورة ذات معنى عملية معقدة تُسهّلها العديد من تراكيب الدماغ والعمليات المعرفية العليا.

على المستوى التشريحي، يدخل الضوء العين أولاً عبر القرنية ، حيث ينكسر. بعد مروره عبر القرنية، يمر الضوء عبر البؤبؤ ثم عدسة العين، حيث ينكسر بدرجة أكبر ويتركز على الشبكية. توجد في الشبكية مجموعة من الخلايا الحساسة للضوء تُسمى المستقبلات الضوئية . هناك نوعان من المستقبلات الضوئية: العصي والمخاريط . العصي حساسة للضوء الخافت، بينما المخاريط أكثر قدرة على تحويل الضوء الساطع. تتصل المستقبلات الضوئية بالخلايا ثنائية القطب ، التي تحفز جهد الفعل في خلايا العقدة الشبكية . تشكل خلايا العقدة الشبكية هذه حزمة عند القرص البصري ، وهو جزء من العصب البصري .

يلتقي العصبان البصريان من كل عين عند التصالب البصري ، حيث تتقاطع الألياف العصبية من كل شبكية أنفية. ينتج عن ذلك تمثيل النصف الأيمن من المجال البصري لكل عين في نصف الكرة المخية الأيسر ، وتمثيل النصف الأيسر من المجال البصري لكل عين في نصف الكرة المخية الأيمن . ثم يتفرع المسار البصري إلى مسارين بصريين، هما المسار الركبي المخططي والمسار السقفي الوسيط ، اللذان يرسلان المعلومات البصرية إلى القشرة البصرية في الفص القذالي للمعالجة على مستوى أعلى (ويشاو وكولب، 2015).

التمثيل من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى

يُصنَّف الجهاز البصري هرميًا، حيث تختص مناطق تشريحية بوظائف محددة في المعالجة البصرية. تُعنى المعالجة البصرية الأولية بتحديد أنواع التباين المختلفة بين الصور المُسقطة على الشبكية، بينما تُشير المعالجة البصرية المتقدمة إلى العمليات المعرفية التي تُدمج المعلومات من مصادر متنوعة في المعلومات البصرية المُخزَّنة ذهنيًا. تُعد معالجة الأشياء، بما في ذلك مهام مثل التعرف على الأشياء وتحديد مواقعها، مثالًا على المعالجة البصرية المتقدمة. تعتمد المعالجة البصرية المتقدمة على كلٍّ من العمليات التنازلية والتصاعدية. تُشير المعالجة التصاعدية إلى قدرة الجهاز البصري على استخدام المعلومات البصرية الواردة، والتي تتدفق في مسار أحادي الاتجاه من الشبكية إلى مناطق القشرة الدماغية العليا. أما المعالجة التنازلية فتُشير إلى استخدام المعرفة السابقة والسياق لمعالجة المعلومات البصرية وتغيير المعلومات التي تنقلها الخلايا العصبية، مما يُغير طريقة استجابتها للمُحفز. جميع مناطق المسار البصري، باستثناء الشبكية، تتأثر بالمعالجة التنازلية.

هناك رأي تقليدي مفاده أن المعالجة البصرية تتبع نظامًا أماميًا، حيث تنتقل الإشارات الضوئية من الشبكية إلى مناطق القشرة الدماغية العليا في اتجاه واحد. مع ذلك، تتزايد الأدلة على أن المسارات البصرية تعمل في كلا الاتجاهين، إذ تتضمن آليات أمامية وخلفية لنقل المعلومات من وإلى مناطق القشرة الدماغية الدنيا والعليا. [ 1 ] وقد أثبتت دراسات عديدة هذه الفكرة، وهي أن المعالجة البصرية تعتمد على كلٍ من النظامين الأمامي والخلفي (جنسن وآخرون، 2015؛ لاير وآخرون، 2014؛ لي، 2002). كما وجدت دراسات أخرى، سجلت نشاط الخلايا العصبية البصرية الأولية لدى قرود المكاك، أدلة على حساسية هذه الخلايا للخصائص ضمن حقولها الاستقبالية وللسياق العام للمشهد. [ 2 ] واستخدمت دراستان أخريان على القرود علم وظائف الأعضاء الكهربائية لتحديد ترددات مختلفة مرتبطة بالمعالجة الأمامية والخلفية لدى القرود (أوربان، 2008؛ شيندن وغانيس، 2005). أظهرت الدراسات التي أُجريت على القرود أيضاً أن الخلايا العصبية في المناطق البصرية العليا انتقائية لبعض المحفزات. فقد وجدت إحدى الدراسات التي استخدمت تسجيلات الوحدة المفردة في قرود المكاك أن الخلايا العصبية في المنطقة البصرية الصدغية الوسطى، والمعروفة أيضاً بالمنطقة MT أو V5، كانت انتقائية للغاية لكل من الاتجاه والسرعة (ماونسيل وفان إيسن، 1983).

اضطرابات المعالجة البصرية على مستوى أعلى

من المعروف أن العديد من الاضطرابات تسبب قصورًا في المعالجة البصرية العليا، بما في ذلك فقدان القدرة على التعرف على الأشياء ، وفقدان القدرة على التعرف على الوجوه ، وفقدان القدرة على التعرف على التضاريس ، والعجز عن القراءة ، وفقدان القدرة على رؤية الألوان ، وفقدان القدرة على رؤية الحركة ، ومتلازمة بالينت ، وفقدان القدرة على رؤية النجوم . وينتج هذا القصور عن تلف في بنية الدماغ المسؤولة عن المسار البصري البطني أو الظهري (بارتون 2011).

معالجة محفزات الوجه والمكان

لقد ميزت النماذج السابقة للمعالجة البصرية مناطق معينة من الدماغ من خلال المحفزات المحددة التي تستجيب لها بشكل أكبر؛ على سبيل المثال، تبين أن منطقة المكان المجاورة للحصين (PPA) لديها تنشيط متزايد عند عرض المباني ومشاهد الأماكن (Epstein & Kanwisher، 1998)، في حين أن منطقة الوجه المغزلية (FFA) تستجيب بقوة في الغالب للوجوه والمحفزات الشبيهة بالوجوه (Kanwisher et al.، 1997).

منطقة مكان الحصين (PPA)

تقع منطقة المكان المجاورة للحصين (PPA) في التلفيف المجاور للحصين الخلفي ، والذي يقع بدوره في الفص الصدغي الإنسي بالقرب من الحصين . وقد سُميت بهذا الاسم نسبةً إلى زيادة الاستجابة العصبية فيها عند رؤية الأماكن، كالمباني والمنازل وغيرها من المنشآت، وعند رؤية المشاهد البيئية، سواءً في الأماكن المغلقة أو المفتوحة (إبستين وكانويشر، 1998). ولا يعني هذا أن منطقة المكان المجاورة للحصين لا تُظهر نشاطًا عند عرض محفزات بصرية أخرى؛ فعند عرض أشياء مألوفة ليست مباني ولا وجوهًا، كالكراسي، يُلاحظ أيضًا بعض النشاط فيها (إيشاي وآخرون، 2000). ومع ذلك، يبدو أن منطقة المكان المجاورة للحصين مرتبطة بالمعالجة البصرية للمباني والأماكن، إذ يُظهر المرضى الذين تعرضوا لتلف في هذه المنطقة اضطرابًا في التوجه المكاني، أي أنهم غير قادرين على التنقل في البيئات المألوفة وغير المألوفة (حبيب وسيريجو، 1987). وبعيدًا عن المعالجة البصرية، فإن التلفيف المجاور للحصين يشارك في كل من الذاكرة المكانية والملاحة المكانية (سكوير وزولا مورغان، 1991).

منطقة الوجه المغزلية (FFA)

تقع منطقة الوجه المغزلية ضمن القشرة الصدغية السفلية في التلفيف المغزلي . ومثل منطقة PPA، تُظهر منطقة الوجه المغزلية نشاطًا عصبيًا أعلى عند معالجة الوجوه بصريًا، أكثر من الأماكن أو المباني (Kanwisher et al., 1997). مع ذلك، تُظهر المنطقة المغزلية أيضًا نشاطًا استجابةً لمحفزات أخرى، ويمكن تدريبها على التخصص في المعالجة البصرية للأشياء التي تتمتع بخبرة فيها. وقد بحثت دراسات سابقة في تنشيط منطقة الوجه المغزلية لدى أشخاص ذوي تدريب بصري متخصص، مثل مراقبي الطيور أو خبراء السيارات الذين طوروا مهارة بصرية في تحديد سمات الطيور والسيارات على التوالي. وقد تبين أن هؤلاء الخبراء طوروا تنشيطًا في منطقة الوجه المغزلية لخبرتهم البصرية المحددة. كما درست تجارب أخرى القدرة على تطوير الخبرة في منطقة الوجه المغزلية باستخدام "الرسومات المزخرفة"، وهي محفزات بصرية مُصممة لتضم مكونات قليلة يمكن دمجها لتكوين سلسلة من التكوينات المختلفة، تمامًا كما يمكن استخدام مجموعة متنوعة من ملامح الوجه المختلفة قليلاً لتكوين وجه فريد. خضع المشاركون لتدريب على قدرتهم على تمييز الأشكال الصغيرة (Greebles) من خلال خصائصها المختلفة، وتم قياس نشاط منطقة الوجه المغزلية (FFA) لديهم بشكل دوري خلال فترة التعلم. أظهرت النتائج بعد التدريب أن نشاط منطقة الوجه المغزلية (FFA) تجاه الأشكال الصغيرة (Greebles) يزداد مع مرور الوقت، بينما تنخفض استجابات منطقة الوجه المغزلية (FFA) للوجوه مع زيادة التدريب على الأشكال الصغيرة (Greebles). تشير هذه النتائج إلى ثلاث استنتاجات رئيسية فيما يتعلق بمنطقة الوجه المغزلية (FFA) في المعالجة البصرية: أولاً، لا تعالج منطقة الوجه المغزلية (FFA) الوجوه حصراً؛ ثانياً، تُظهر منطقة الوجه المغزلية (FFA) نشاطاً في المهام البصرية "المتخصصة"، ويمكن تدريبها بمرور الوقت للتكيف مع المحفزات البصرية الجديدة؛ أخيراً، لا تحافظ منطقة الوجه المغزلية (FFA) على مستويات ثابتة من النشاط لجميع المحفزات، بل يبدو أنها "تتشارك" النشاط بطريقة تجعل المحفزات الأكثر مشاهدة تتلقى أكبر قدر من النشاط في منطقة الوجه المغزلية (FFA)، كما لوحظ في دراسة الأشكال الصغيرة (Gauthier et al., 2000).  

تطور منطقتي FFA وPPA في الدماغ

تشير بعض الأبحاث إلى أن تطور منطقتي FFA وPPA يعود إلى تخصصهما في مهام بصرية معينة وعلاقتهما بأنماط معالجة بصرية أخرى في الدماغ. [ 2 ] وعلى وجه الخصوص، تُظهر الأبحاث الحالية أن تنشيط منطقة FFA يقع ضمن منطقة الدماغ المسؤولة عن معالجة مجال الرؤية المباشر، بينما يقع تنشيط منطقة PPA في مناطق الدماغ المسؤولة عن الرؤية المحيطية والرؤية خارج مجال الرؤية المباشر مباشرةً (ليفي وآخرون، 2001). وهذا يُشير إلى أن منطقتي FFA وPPA ربما تكونان قد طورتا تخصصات معينة نتيجةً للمهام البصرية المشتركة ضمن مجالي الرؤية هذين. ولأن الوجوه تُعالج عادةً في مجال الرؤية المباشر، فإن أجزاء الدماغ المسؤولة عن معالجة مجال الرؤية المباشر تتخصص في نهاية المطاف في مهام أكثر تفصيلًا مثل التعرف على الوجوه . وينطبق المفهوم نفسه على المكان: فنظرًا لأن المباني والمواقع غالبًا ما تُرى بكاملها إما خارج مجال الرؤية المباشر أو في محيط رؤية الفرد، فإن أي تخصص بصري للمباني أو المواقع سيُعالج ضمن مناطق الدماغ المسؤولة عن الرؤية المحيطية. وعلى هذا النحو، تصبح الأشكال الشائعة مثل المنازل والمباني متخصصة في مناطق معينة من الدماغ، أي منطقة PPA.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ جيلبرت، تشارلز د.؛ لي، وو (مايو 2013). "التأثيرات التنازلية على المعالجة البصرية" . مجلة نيتشر ريفيوز لعلم الأعصاب . 14 (5): 350-363 . doi : 10.1038/nrn3476 . ISSN 1471-0048 . PMC 3864796. PMID 23595013 .   
  2. ألمان ، ج.؛ ميزين، ف.؛ ماكغينيس، إ. ( 1985). "استجابات خاصة بالمنبهات من خارج مجال الاستقبال الكلاسيكي: آليات عصبية فيزيولوجية للمقارنات المحلية والعالمية في الخلايا العصبية البصرية". المراجعة السنوية لعلم الأعصاب . 8 : 407-430 . doi : 10.1146/annurev.ne.08.030185.002203 . ISSN 0147-006X . PMID 3885829 .  
  • داس إم، بينيت دي إم، داتون جي إن (نوفمبر 2007). "الانتباه البصري كوظيفة بصرية مهمة: لمحة عامة عن مظاهر وتشخيص وعلاج ضعف الانتباه البصري" . المجلة البريطانية لطب العيون . 91 (11): 1556-1560 . doi : 10.1136/bjo.2006.104844 . PMC 2095436. PMID 17301124 .  
  • هيليج، ج. ب. (1996). "عدم تناظر نصفي الدماغ في معالجة المعلومات البصرية" . مجلة علم الأحياء العصبي التجريبي . 56 (1): 485-497 . doi : 10.55782/ane-1996-1151 . PMID 8787209 . 
  • كيتارا ك (مارس 2007). "[فسيولوجيا وأمراض معالجة المعلومات البصرية]". مجلة الجمعية اليابانية لعلم وظائف الأعضاء (باللغة اليابانية). 111 (3): 160-191 ، مناقشة 192. PMID 17402561 . 
  • مايلز ، ف. أ. (مارس 1998). "المعالجة العصبية للمعلومات البصرية ثلاثية الأبعاد: أدلة من حركات العين" . المجلة الأوروبية لعلم الأعصاب . 10 (3): 811-822 . doi : 10.1046/j.1460-9568.1998.00112.x . PMID 9753150. S2CID 15985008 .  
  • فيدياساجار تي آر (2005) . "البوابات الانتباهية في القشرة البصرية الأولية: أساس فسيولوجي لعسر القراءة". الإدراك . 34 (8): 903-11 . doi : 10.1068/p5332 . PMID 16178142. S2CID 6107375 .  
  • إبستين، ر.، وكانويشر ن. (1998). تمثيل قشري للبيئة البصرية المحلية. في مجلة نيتشر (المجلد 392، الصفحات  598-601).
  • غوتييه، آي.، سكودلارسكي، ب.، غور، جيه سي، وأندرسون، إيه دبليو (2000). الخبرة في التعرف على السيارات والطيور تستدعي مناطق الدماغ المشاركة في التعرف على الوجوه. في مجلة نيتشر نيوروساينس (المجلد 3، الصفحات  191-197).
  • حبيب م. وسيريجو أ. (1987). الارتباك الطبوغرافي البحت: تعريف وأساس تشريحي. في كورتكس (المجلد 23، الصفحات  73-85).
  • إيشاي أ.، أونغرلايدر إل جي، وهاكسبي جيه في (2000). أنظمة عصبية موزعة لتوليد الصور المرئية. في مجلة نيرون (المجلد 28، الصفحات 979-990).
  • كانويشر ن.، ماكديرموت ج.، وتشون م.م. منطقة الوجه المغزلية: وحدة في القشرة خارج المخططة البشرية متخصصة في إدراك الوجه. في علم الأعصاب (المجلد 17، الصفحات 4302-4311).
  • ليفي، آي.، حسون، يو.، أفيدان، جي.، هندلر، تي.، ومالاش، آر. (2001). تنظيم مركز-محيط مناطق التفكير البشري. في مجلة نيتشر نيوروساينس (المجلد 4، الصفحات  533-539).
  • سكوير، إل آر، زولا-مورغان، إس. (1991). نظام الذاكرة في الفص الصدغي الإنسي. في مجلة ساينس (المجلد 253، الصفحات  1380-1386)
  • بارتون، جيه جيه (2011). اضطرابات المعالجة البصرية العليا. في دليل علم الأعصاب السريري (المجلد 102، الصفحات  223-261). إلسيفير.
  • جيلبرت، تشارلز د.؛ لي، وو (مايو 2013). "التأثيرات التنازلية على المعالجة البصرية" . مجلة نيتشر ريفيوز لعلم الأعصاب . 14 (5): 350-363 . doi : 10.1038/nrn3476 . PMC 3864796 . 
  • جنسن، أو.، بونفوند، م.، مارشال، تي آر، وتيسينغا، ب. (2015). الآليات التذبذبية للمعالجة البصرية الأمامية والخلفية. اتجاهات في علم الأعصاب ، 38 (4)، 192-194.
  • لاير، جي.، شرودت، إف.، بوتز، إم. في.، ونيومان، إتش. (2014). التعلم التكيفي في نموذج مجزأ للقشرة البصرية - كيف تُمكّن التغذية الراجعة من تعلم الفئات بشكل مستقر وتحسينها. مجلة فرونتيرز في علم النفس ، 5 ، 1287.
  • لي، تي إس (2002). التأثير من أعلى إلى أسفل في المعالجة البصرية المبكرة: منظور بايزي. علم وظائف الأعضاء والسلوك ، 77 (4-5)، 645-650.
  • ماونسيل، جيه إتش، وفان إيسن، دي سي (1983). الخصائص الوظيفية للخلايا العصبية في المنطقة البصرية الصدغية الوسطى لدى قرد المكاك. 1. الانتقائية لاتجاه المحفز وسرعته وتوجهه. مجلة علم وظائف الأعصاب ، 49 (5)، 1127-1147.
  • أوربان، جي إيه (2008). المعالجة البصرية العليا في القشرة خارج المخططة لدى قرود المكاك. المراجعات الفسيولوجية ، 88 (1)، 59-89.
  • بيريرا-وا، هـ. (2019) . تحديد تأثير التوجيه اللاحق الخاص بالتردد المكاني في الجهاز البصري. https://peerj.com/preprints/27973/?td=wk
  • شيندان، هـ. إي.، وغانيس، ج. (2015). التعديل التنازلي للمعالجة البصرية والمعرفة بعد 250 مللي ثانية يدعم ثبات الكائن في قرارات الفئة. فرونتيرز في علم النفس ، 6 ، 1289.
  • ويشاو، آي كيو، وكولب، بي. (2015). أساسيات علم النفس العصبي البشري (الطبعة السابعة). نيويورك، نيويورك: وورث.