Vad är lateral hämning? Definition och exempel

Lateral hämning är processen genom vilken stimulerade neuroner hämmar aktiviteten hos närliggande neuroner. Vid lateral hämning minskas nervsignaler till angränsande nervceller (placerade i sidled mot de upphetsade neuronerna). Lateral hämning möjliggör hjärna att hantera miljöinsatser och undvika överbelastning av information. Genom att dämpa handlingen av viss sensorisk inmatning och förbättra andras verkan, hjälper lateral hämning att skärpa vår känsla uppfattning av syn, ljud, beröring och lukt.

Key Takeaways: Lateral Inhibition

nervceller är nervsystemets celler som skickar, tar emot och tolkar information från alla kroppsdelar. Huvudkomponenterna i en neuron är cellkroppen, axoner och dendriter. Dendriter sträcker sig från nervcellen och tar emot signaler från andra nervceller, cellkroppen är behandlingscentret för en neuron och axoner är långa nervprocesser som grenar ut vid sina terminala ändar för att överföra signaler till andra neuroner.

Neuroner kommunicerar information genom nervimpulser, eller handlingspotentialer. Nervimpulser tas emot vid neuronala dendriter, passeras genom cellkroppen och transporteras längs axon till terminalgrenar. Medan neuroner är nära varandra, berör de faktiskt inte utan separeras av ett gap som kallas en synaptisk klyftan. Signaler överförs från det pre-synaptiska neuronet till det post-synaptiska neuronet av kemiska budbärare som kallas neurotransmitters. En neuron kan ansluta till tusentals andra celler vid synapser som skapar ett stort neuralt nätverk.

Vid lateral hämning stimuleras vissa neuroner i högre grad än andra. En högstimulerad neuron (huvudneuron) frisätter exciterande neurotransmittorer till neuroner längs en viss väg. Samtidigt aktiverar den starkt stimulerade huvudneuronen interneuroner i hjärnan som hämmar excitation av sidopositionerade celler. Interneuroner är nervceller som underlättar kommunikation mellan centrala nervsystemet och motoriska eller sensoriska nervceller. Denna aktivitet skapar större kontrast mellan olika stimuli och resulterar i större fokus på en livlig stimulans. Lateral hämning sker i sensoriska system i kroppen inklusive lukt-, visuella, taktila och auditive system.

Lateral hämning sker i celler i näthinnan vilket resulterar i förbättring av kanter och ökad kontrast i visuella bilder. Denna typ av lateral hämning upptäcktes av Ernst Mach, som förklarade den visuella illusionen nu känd som Mach band 1865. I denna illusion verkar olika skuggade paneler placerade bredvid varandra ljusare eller mörkare vid övergångarna trots enhetlig färg i en panel. Panelerna visas ljusare vid kanten med en mörkare panel (vänster sida) och mörkare vid kanten med en ljusare panel (höger sida).

De mörkare och ljusare banden vid övergångarna är inte riktigt där utan är resultatet av lateral hämning. Retinalceller i öga att få större stimulering hämmar omgivande celler i större grad än celler som får mindre intensiv stimulering. Ljusa receptorer som mottar ingång från den ljusare sidan av kanterna ger ett starkare visuellt svar än receptorer som mottar input från den mörkare sidan. Denna åtgärd tjänar till att öka kontrasten vid gränserna, vilket gör kanterna mer uttalade.

Samtidig kontrast är också resultatet av lateral hämning. I samtidig kontrast påverkar ljusstyrkan på en bakgrund uppfattningen av en stimulans ljusstyrka. Samma stimulans verkar ljusare mot en mörk bakgrund och mörkare mot en ljusare bakgrund.

På bilden ovan är två rektanglar med olika bredder och enhetliga i färg (grå) inställda mot en bakgrund med en gradient av mörkt till ljus från toppen till botten. Båda rektanglarna är ljusare upptill och mörkare i botten. På grund av lateral hämning ger ljus från den övre delen av varje rektangel (mot en mörkare bakgrund) en starkare neuronsvar i hjärnan än samma ljus från de nedre delarna av rektanglarna (mot en tändare) bakgrund).

Lateral hämning sker också i taktil eller somatosensorisk uppfattning. Beröringsupplevelser uppfattas av aktivering av neurala receptorer i hud. Huden har flera receptorer som känner av applicerat tryck. Lateral hämning ökar kontrasten mellan starkare och svagare beröringssignaler. Starkare signaler (vid kontaktpunkten) hämmar angränsande celler i större grad än svagare signaler (perifera till kontaktpunkten). Denna aktivitet gör det möjligt för hjärnan att bestämma den exakta kontaktpunkten. Områden i kroppen med större beröringsskärpa, såsom fingertopparna och tungan, har ett mindre mottagningsfält och en större koncentration av sensoriska receptorer.

Lateral hämning tros spela en roll i hörsel och hjärnans hörselväg. Ljudsignaler rör sig från cochleaen inuti öra till hjärnans hjärnbark temporala lober. Olika hörselceller svarar på ljud vid specifika frekvenser mer effektivt. Auditiva neuroner som får större stimulering från ljud vid en viss frekvens kan hämma andra neuroner som får mindre stimulering från ljud med en annan frekvens. Denna hämning i proportion till stimulering hjälper till att förbättra kontrasten och skärpa ljuduppfattningen. Studier tyder också på att lateral hämning är starkare från låga till höga frekvenser och hjälper till att justera neuronaktivitet i cochlea.

• Bekesy, G. Von. "Mach Band-typ lateral hämning i olika sinnesorgan." Journal of General Physiology, vol. 50, nr. 3, 1967, sid. 519–532., Doi: 10.1085 / jgp.50.3.519.
• Fuchs, Jannon L. och Paul B. Drunkna. "Diskriminering med två punkter: Förhållande till egenskaperna hos det tomatkänsliga systemet." Somatosensory Research, vol. 2, nej. 2, 1984, sid. 163–169., Doi: 10.1080 / 07367244.1984.11800556.
• Jonas, Peter och Gyorgy Buzsaki. "Neural hämning." scholarpedia, www.scholarpedia.org/article/Neural_inhibition.
• Okamoto, Hidehiko, et al. "Asymmetrisk lateral hämmande nervaktivitet i det auditiva systemet: en magnetoencefalografisk studie." BMC Neuroscience, vol. 8, nr. 1, 2007, sid. 33., doi: 10.1186 / 1471-2202-8-33.
• Shi, Veronica, et al. "Effekt av stimuleringsbredd på samtidig kontrast." PeerJ, vol. 1, 2013, doi: 10.7717 / peerj.146.