视觉神经生理学:视皮层的功能定位

神经节细胞轴突离开眼,l通过视神经到达视交叉。在视交叉,l每只眼黄斑区鼻侧来的纤维交叉到大脑的对侧,l其它部分的纤维则保持在同侧。其结果是外侧视野在皮质上的投射是完全交叉的:i左侧视野的所有信息到达了右侧大脑,l反之亦然。视交叉后的纤维经丘脑外膝体,l再到达枕叶皮层。

1.枕叶11是接受视觉信息的初级皮层。目前研究最多、i了解最深的视觉中枢位于枕叶、i顶叶和颞叶的皮层。皮层视觉信息处理的第一步发生在枕叶。其从同侧丘脑外膝体获取输入信息,l所以枕叶的视觉输入和丘脑外膝体的一样,l是完全交叉的,l即左侧视野投射到了右侧枕叶,l右侧视野投射到了左侧枕叶(如图16-11)。两侧枕叶通过胼胝体与对侧脑的相应细胞发生联系,l胼胝体是沟通两侧大脑半球信息交流的大型纤维束。从视网膜到枕叶的拓扑对应关系是这样的:i视网膜上相邻的区域也投影到枕叶上的相邻区域。这种拓扑投射保留了定性的空间关系,l但却扭曲了定量的空间关系,l就像被拉长的胶片上的图像发生了歪曲变形一样。图16-11描述了上述拓扑投射所致的变化:i落在黄斑及其附近的中央视野较周围视野在枕皮层上所占区域大得多。表明,l落在视网膜中心区域的物体比落在视网膜周边区域的物体提供更多的空间信息。枕叶输出的信息投射到视皮层的很多其它区域,l包括顶叶和颞叶。

2.顶叶和颞叶11这些区域作为视觉的高级中枢。视皮层是由编码视网膜刺激的不同性状的许多小块区域拼凑起来的,l这些小块区域可以分别编码亮度、i颜色、i运动、i深度、i质地和形状等性状的信息。颞叶通路处理形状信息以辨别物体,l而顶叶通路处理位置信息以确定物体在哪里。目前一些研究者提出:i顶叶通路应该被更准确的描述为空间导向性动作行为(比如抓住和够到的动作)的促动因子(即“怎么样”系统)。在任何情况下,l几乎必然发生的是上述两种信息在大脑某处整合在一起,l从而使“什么-哪儿”的联系得以建立,l但是其具体发生部位却不清楚。颞叶皮层某些区域受损的病人出现失认症:i不能通过“看”去辨别某种物体。有一种失认症是对脸特异的,l病人不能通过看脸认出任何人,l即使是配偶、i父母或孩子,l但是能通过听他们说话而立即认出他们。这种失能不是由于视觉体验的缺失,l因为这样的病人可以很准确的描述出他们所看到的脸的各种特征(雀斑、i眼睛等),l他们只是不能辨别出是谁的脸。这种情况可以解释为通往颞叶腹侧的“什么”通路被中断了。某些顶叶受损的病人表现为“单方面忽略综合征”。忽略是一系列复杂的症状,l其中主要表现之一是:i完全不能注意到大脑损伤对侧视野中的物体。比如说,l右侧顶叶受损的病人只会吃盘子里靠右边的食物、i只会临摹画的右半边,l就如同左边视野中的物体完全不存在似的。虽然“忽略”的许多特性还没得到充分的解释,l但与之联系密切的是,l“哪儿”系统可能受到某些损伤。顶叶和颞叶的功能活动对初级视皮层以外的区域有何影响尚待研究。

图16-1111从眼睛到视皮层的神经通路

[从每只眼内侧(鼻侧)视网膜来的信息交叉到对侧大脑,l所以每侧大脑只接收来自对侧半视野的输入。注意中央视野区在相应视皮层上对应着不成比例的区域(引自Frisby,l1979)]