A nyitókép azonban becsapós, ugyanis a makákó nevű főemlős látórendszere anatómiailag és a működés szempontjából összekapcsolódó területeinek a szemléltetése.

A makákó a KFT együttes egyik nótájában is szerepel.

Alulról, a retina felől a talamuszon keresztül érkeznek a jelek, és a feldolgozási hierarchiában egyre magasabbra kerülnek. Az ábrán vonalakkal összekötött dobozok a makákó látórendszerének 32 területét jelölik. Ezek mindegyike átlagosan 6-10 másikkal van összekötve, összesen kb. 120 kapcsolatot alkotva. Ez egy igazi, jó kis elemezni való hálózat. Vannak benne előrecsatolások, visszacsatolások, körök, ugrások, szét- és összetartó kapcsolatok. A látóinformáció a recehártyáról a talamusz oldalsó térdes test nevezetű magján (LGN) keresztül elsősorban a V1-el jelölt elsődleges látó (vizuális) kéregbe kerül, de jut belőle máshova is (főleg a V2, másodlagos vizuális kéregbe).

Innen az egyes kéregterületek adják egyre tovább a feldolgozott, átgyúrt jeleket, reprezentációkat. Egy agyterület egy másiktól több úton is kaphat információt, azaz a látási információ eltérő elemeit dolgozza össze. Azt már tudod, hogy a recehártyában található csapok az arra a pontra eső fénymennyiséget érzékelik. A talamusz sejtjei az egyes retinapontok és környezetük kontrasztját érzékelik, kiemelik a változásokat, a határokat. Az egyenletes fényerősségű területekről kevés jel jön, hiszen azokon nem sok minden történik. Ez is jeltömörítés, hiszen ami nem változik, azt elég egyszer közölni, ami meg csak kicsit, annak továbbításához nem kell sok impulzus. Mihez is hasonlít ez? Emlékszel még a digitális hangtechnikából a ΣΔ kódolásra vagy a változó bitrátára?

A V1, vagyis az elsődleges látó agykéreg vonalakat, a vonalak irányát s azok durva helyzetét, a V2 és az azt követő kérgi rétegek a sarkokat, a formaelemeket érzékelik.

Egy idő után szétválik az információáramlás két irányba. Az egyik irány mentén a látókérgek arra keresnek választ mit látunk (MI ág). Ezek a területek a látvány elemeit, például a szemet, az orrot, a szemöldököt azonosítják, majd magasabb szinten ezek alapján állítják össze az eltérő felépítésű arcokat és segítenek abban kit is látunk pontosan. A másik irány azt firtatja, hol van, amit látunk, merre mozog, közeledik-e hozzánk vagy távolodik-e tőlünk (HOL ág). Arról, hogy a látás feldolgozásának részleteiért eltérő agyterületek felelősek, azt agyvérzésen és más, kis helyen bekövetkező agysérüléseken átesett betegek beszámolóiból tudunk. Az a beteg, akinél a MI ág károsodott, el tud kapni egy neki dobott tárgyat, de azt már nem tudja látás alapján megmondani, hogy mi az a tárgy. Igaz, ha alaposan körbetapogatja, felismerheti, hiszen a tapintás feldolgozása nem károsodott.

Viszont olyan beteg is akad, aki meg tudja mondani mi az a tárgy, de nem tud rámutatni vagy nem tudja átnyújtani, mert nem tudja térbeli elhelyezkedését érzékelni (a HOL ág sérült).

Megjegyzem, az agyturkászok gyakran valóban egyes betegségekből szűrik le az idegrendszer működésének sajátosságait; kudarc lenne számukra, ha mindenki egészséges volna. A megismerés másik útja a boncolás, amit már a sorozat 29-35. részeiben is megismerhettél, a hallással kapcsolatban. Csaknem biztos, hogy Leonardo da Vinci is boncolt, erre utal a látásról szóló rajza.

Mindenesetre a keresztény korszak első évszázadaiban támogatott etika megtagadta az orvosoktól és a tudósoktól az emberi holttestek boncolásának jogát. Ezt a szigorítást a „sötét középkorban” kiterjesztették az állatok boncolására, és ettől kezdve egészen az 1600-as évekig a gyógyítók kénytelenek voltak szinte teljes mértékben arra a kevés információra hagyatkozni, amelyet a klasszikus korszakból tudtak összegyűjteni. Egészen kivételes egy 1555-ből származó, az agyat ábrázoló fametszet.

A következő, 1957-ből származó rajz lényege nem ismeretlen számodra; már a sorozat 499. részében volt szó a látópályáról, ami a szemtől a nyakszirti lebenyben levő V1 elsődleges látókéregig tart.

A látás kutatásának modern módja az úgynevezett fordított tervezés. Képzeld el, hogy van egy autód, aminek a szerkezetét nem ismered, csak azt, hogy ha gázt adsz, elindul, a kormánnyal meg beállíthatod az irányt. Hogy megtudd, mitől mozog, elkezded szétszedni. Kiderül, hogy ha eltávolítod a dudát, kidobod az üléseket, kiszereled a rádiót, lecsavarod a visszapillantó tükröket, kikapcsolod a gps-t, stb., az autó még mindig képes menni. Előbb-utóbb el fogsz jutni azokhoz a részekhez, amiket kihajítva, a kocsi nem megy tovább. Ilyen jellegű kutatásokkal jutottak el pl. odáig, hogy a V1 retinotopikus szerveződésű, ami azt jelenti, hogy az elsődleges látókéreg megőrzi a retinán keletkezett kép térbeli jellemzőit. Vagyis a retina és a látókéreg a térbeli viszonyokat megőrző kapcsolatban állnak egymással. Ezt az alábbi, igen rossz minőségű képpel szokták illusztrálni.

A bal fölső sarokban lévő „céltábla” a látóteret modellezi. A látótér mérete arról ad felvilágosítást, hogy mekkora területet láthat a szem a környezetből.

Képzeld el, hogy ezt a céltáblát mutatjuk be ingerként, s képesek vagyunk rögzíteni, hogy a V1 mely sejtjei válaszolnak a céltábla egyes pontjaira. A jobb oldali metszet a V1 képe, amint „fölülről” tekintünk rá, s a céltáblára válaszoló sejteket nagyon sötét feketével jelöltük. A metszet őrzi az inger térbeli elhelyezkedését. Az ingerben szomszédos pontokat a V1-ben is a szomszédos sejtek dolgozzák föl. A topológia megőrzése mellett azonban torzítás is fellép: a céltábla közepének, ami a retinán belül a látógödörre, a sárgafolt közepére (foveára), az éleslátás helyére esett, viszonylagos felnagyítását figyelheted meg. Ez az agykérgi nagyítás azt jelenti, hogy több idegsejt fog a látógödörrel foglalkozni, mint a perifériával, s ennek köszönhetően a látógödörről, a látómező középső, kb. 10 foknyi tartományából érkező ingerek feldolgozása sokkal jobb térbeli felbontással történik. Vagyis nem a kép mérete, hanem felbontása, élessége, részletessége nagyítódik föl, javul a látómező széléhez, perifériájához képest.

Legyen itt még egy rajz, hogy lásd a látótér és az agy kapcsolatát!

Noha a látógödör átmérője csak 1,2 mm, a V1 a látógödör jeleinek feldolgozásához a neuronjai kb. 50%-át használja föl. A látótér bal felső sarkából érkező jelek a V1 jobb alsó sarkában vannak leképezve, és fordítva. Amit az emberek látnak, azt fejjel lefelé fordítják és tükrözik, de a látótérben egymás mellett megjelenő tárgyak továbbra is egymás mellett lesznek ábrázolva a V1-ben. Mind a látógödri, mind a perifériás ganglionsejtek ezt az elvet követik, bár a látógödri jelek a V1 hátsó részébe, a perifériás jelek pedig az elülső részébe képződnek le. A látótérben elhelyezkedő kontrasztos élekre a sarkantyú barázda közelében lévő agykérgi sejtek érzékenyek.

Gondolj arra, hogy egyrészt milyen gondos, precíz idegi hálózat kell ahhoz, hogy az elsődleges látókéregben a külvilág térbeli leképezése pontos legyen, és milyen algoritmus kell ahhoz, hogy a lényeget tűélesen lásd! A mozgófilm technikában már régóta játszanak azzal, hogy a kép szélein csökkentik a felbontást. Ezáltal az analóg filmek esetén a nyersanyag igény, digitális esetben a sávszélesség, a tárhely szükséglet csökkenthető. A klasszikus példa a CinemaScope szélesvásznú film. Ennek lényege, hogy felvételkor egy hengerlencsével annyira összenyomják a képet, hogy az a normál, 35 mm széles filmre is elférjen, ezáltal lófejűek lesznek az emberek. Vetítéskor pedig széthúzza a vetítőgép optikája a képet, s mivel az összehúzás a széleken erősebb, ott a vetített kép felbontása, élessége kisebb lesz, mint középen. Ám nem a széleket nézed, ahol amúgy is rosszabb a látásod felbontása.

A lényeg kiemelése, a szelektálás az agyunk legfontosabb képességei közé tartozik. Emlékezz csak a sorozat 86. részében tárgyalt kétfülű felfedésre, közismertebb nevén a koktélparti effektusra!

A modern agykutató módszerek közé tartozik az az eljárás, amikor a koponyába lyukat fúrnak, és egy kis kamerával sasolják az agyat. A következő kép először a vizsgáló berendezés vázlatát mutatja. Az alatta levő baloldali fotó egy állat agyának a képe, miközben a jószág a bal szemével nézelődik, és a jobb szemét eltakarják. A másik fotó azt mutatja, hogy az állat jobb szemmel nézi ugyanazt. Ha a két képet kivonnánk egymásból, olyan képet kapnánk, amely úgy néz ki, mint a zebracsíkok. Ezek a szem dominancia oszlopai.

Hogy micsodák? Mindjárt láthatsz egy fotót egy olyan pasi agyának nyakszirti lebenyéről és környezetéről, aki megvakult az egyik szemére, mielőtt meghalt, így csak a másik szemére reagáló neuronok voltak aktívak. A beteg engedélyt adott arra, hogy agyát azonnal eltávolítsák és elemezzék, miután földobta a talpát. Az agyat megfestették a sejtanyagcsere vizsgálatokban használt citokróm-c- oxidáz enzimmel. Ezt a képet találtam erről az enzimről.

A sötét csíkok olyan agyi régióknak felelnek meg, amelyek nemrégiben még aktív anyagcserét folytattak. Más szóval, a sötét és világos csíkok ennek a páciensnek a szemdominancia oszlopai.

Ugyanis feltételezték, hogy a V1-ben a hasonló választulajdonságokkal rendelkező neuronok egymás közelében fekszenek. Ilyen választulajdonság pl. a sorozat 497. részében már kicsit említett orientációs preferencia, lefordítva az a jellemző, hogy azonos irányra reagálnak. Ha egy kísérleti elektródát függőlegesen mozgattak a V1-ben, azt tapasztalták, hogy valóban azonos az orientációs preferenciájuk a neuronoknak. Ha viszont érintőlegesen mozgatták, először olyan sejteket találtak, amelyek csak a bal szemre reagáltak, majd olyanokat, amelyek mindkét szemre, aztán csak a jobb szemre, aztán megint mindkét szemre, és így tovább. Az azonosan reagálókat szemdominancia oszlopoknak hívják. Ahogy az elektródát érintőlegesen merőleges irányba mozgatták, először függőleges, majd átlós, majd vízszintes stb. cellákat találtak. Felleltek ún. hiperoszlopokat is, amelyek kb. 1 mm hosszú és 3 mm vastag kéregdarabok. A bennük levő neuronok mindegyikének megközelítőleg azonos a receptív mezeje, de mindegyiknek eltérő az orientációs preferenciája, s mind a bal, mind a jobb szem dominanciája jellemző rájuk.

Az eddigieket igen jól foglalja össze az alábbi videó, sőt, kicsit tovább is megy, elhagyván a V1-et.