Ο ινιακός λοβός

Μία από τις πιο σημαντικές αισθήσεις μας -ίσως η πιο σημαντική- είναι η όραση. Όπως για τους περισσότερους οργανισμούς που ζουν σε ανοιχτό περιβάλλον, έτσι και για τον άνθρωπο είναι απαραίτητο να λαμβάνει οπτικά μηνύματα αλλά, να κατανοεί πως κινείται στον χώρο, αλλά και πως κινούνται τα αντικείμενα του περιβάλλοντος σε σχέση με αυτόν. Ο ινιακός λοβός είναι η περιοχή του εγκεφάλου που καθιστά δυνατή τη λειτουργία της όρασης. Ο ινιακός λοβός μπορεί να καταλαμβάνει μόλις το 12% της συνολικής επιφάνειας του φλοιού του ανθρώπινου εγκεφάλου, αλλά οι δυνατότητές του είναι δυσανάλογες του μεγέθους του.

Ο ινιακός λοβός λοιπόν είναι το κέντρο επεξεργασίας οπτικών ερεθισμών των εγκεφάλων όλων των θηλαστικών. Για την ακρίβεια όλα τα θηλαστικά έχουμε δύο ινιακούς λοβούς, έναν σε κάθε ημισφαίριο, οι οποίοι βρίσκονται στο πίσω μέρος του εγκεφάλου, πίσω από τον κροταφικό και τον βρεγματικό λοβό (βλ. Εικόνα 1). Αυτό που τον ξεχωρίζει από τους υπόλοιπους λοβούς είναι οι διαφορετικές λειτουργίες που ελέγχει. Ενώ οι λοβοί γενικά είναι ορισμένοι καθαρά βάσει ανατομικών οροσήμων και όχι λειτουργικά, εντούτοις, ο ινιακός λοβός έχει μια ορισμένη λειτουργική ενότητα δεδομένου ότι επικεντρώνεται εξ’ ολοκλήρου στην επεξεργασία των οπτικών πληροφοριών.

[caption id="" align="aligncenter" width="350"] Εικόνα 1. Οι λοβοί του ανθρώπινου εγκεφάλου: Π=πρόσθιος, Β=βρεγματικός, Κ=κροταφικός, Ι=ινιακός[/caption]

Το πώς αυτή η επεξεργασία ενεργεί στο νευρικό επίπεδο, και το πώς οργανώνεται δομικά, παρέχει μερικές ιδέες για τους μηχανισμούς της οπτικής αντίληψης. Μεγάλο μέρος αυτής της γνώσης προέρχεται από τη μελέτη του ινιακού λοβού των πιθήκων του είδους macaque, αλλά ο ανθρώπινος ινιακός λοβός σε γενικές γραμμές έχει παρόμοια δομή και λειτουργίες. Βασικό “καθήκον” του ινιακού λοβού είναι να διατηρεί μια βασική χωρική οργάνωση των οπτικών πληροφοριών, αλλά επίσης και να αποσπά και να οργανώνει οπτικές ιδιότητες όπως η τοπική μορφή, η κίνηση, το χρώμα και το βάθος. Κάθε μία από τις παραπάνω λειτουργίες λαμβάνει χώρο σε διαφορετική περιοχή του ινιακού λοβού.

[caption id="" align="aligncenter" width="300"] Εικόνα 2. Οι περιοχές του ινιακού λοβού και προβολή των οπτικών πληροφοριών στην περιοχή V1
(κλικ για μεγέθυνση)[/caption]

Περιοχή V1: Ο “μεγεθυντικός φακός” Ο κύριος οπτικός φλοιός στο βάθος του ινιακού λοβού έχει τη σήμανση V1 και λαμβάνει πληροφορίες δια μέσου της οπτικής οδού. Είναι η πιο καλά μελετημένη περιοχή του εγκεφάλου, αλλά ταυτόχρονα και η πιο “απλή”. Η περιοχή V1 είναι η πιο ουριαία περιοχή του εγκεφάλου μας και εκεί κάθε εισερχόμενη οπτική ίνα και κάθε μεμονωμένος νευρώνας της περιοχής V1, φέρει πληροφορίες για μια συγκεκριμένη μικρή περιοχή του οπτικού πεδίου. Αυτοί κατανέμονται με έναν τακτικό τρόπο κατά μήκος του φλοιού, έτσι ώστε νευρώνες με γειτονικά αντιληπτικά πεδία είναι σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους (βλ. Εικόνα 2).

Το οπτικό πεδίο δεν αντιπροσωπεύεται εξ’ ολοκλήρου και στα δύο ημισφαίρια. Συγκεκριμένα το δεξί οπτικό ημιπεδίο αντιπροσωπεύεται στο αριστερό ημισφαίριο και αντίστροφα. Η περιοχή V1 μεγεθύνει στο μέγιστο το κέντρο της όρασής μας, καθώς οι περισσότερες πληροφορίες προέρχονται κυρίως από τους φωτοσυλλέκτες (ραβδία και κωνία) στο κέντρο του αμφιβληστροειδή (retina) και λιγότερο από φωτοσυλλέκτες στην περιφέρειά του. Αυτή η μεγάλη ροή πληροφορικών σχεδόν αποκλειστικά από το κέντρο του οπτικού μας πεδίου αντικατοπτρίζεται σε μια αντίστοιχα μεγάλη περιοχή του φλοιού, αφιερωμένη στην επεξεργασία τους.

Περιοχή V2: Το ξεκαθάρισμα των φιγούρων Η περιοχή V2 είναι η δεύτερη μεγάλη περιοχή του ινιακού λοβού η οποία περιβάλλει την περιοχή V1 και έχει πολλές αμοιβαίες συνδέσεις με αυτήν. Πολλές από τις λειτουργίες της περιοχής V2 είναι όμοιες με τις λειτουργίες της περιοχής V1, αλλά η V2 ανιχνεύει πιο πολύπλοκα χαρακτηριστικά όπως το περίγραμμα και η διάκριση μεταξύ του αντικειμένου και του φόντου. Χάρη στην επεξεργασία που που γίνεται σε αυτή την περιοχή καταλαβαίνουμε ποια μέρη της εικόνας που φτάνει στον εγκέφαλο είναι μέρη του αντικειμένου στο οποίο στρέφουμε την προσοχή μας κ ποια αποτελούν απλά το περιβάλλον.

Περιοχή V3: Βάθος και απόσταση Η περιοχή V3 με τη σειρά της περιβάλλει την V2 από την οποία εξάλλου λαμβάνει και τις πληροφορίες προς επεξεργασία. Σε αυτό το επίπεδο ο εγκέφαλος κάνει όλες τις απαραίτητες επεξεργασίες ώστε να μπορούμε να έχουμε στην αντίληψη του βάθους και της απόστασης. Παρότι αυτές οι λειτουργίες μπορεί να μας φαίνονται αυτονόητες, σε νευρολογικό επίπεδο τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά, ιδιαίτερα δε στην αίσθηση της όρασης. Είναι χαρακτηριστικό πως ενώ η όραση είναι η πιο πολυμελετημένη ανθρώπινη αίσθηση, ακόμη δεν έχουμε καταφέρει να κατανοήσουμε πλήρως τους μηχανισμούς που μας επιτρέπουν να “μεταφράζουμε” την δυσδιάστατη εικόνα που προβάλλεται στον αμφιβληστροειδή χιτώνα στον πολύπλοκο τρεισδιάστατο κόσμο που αντιλαμβανόμαστε (βάθος, κίνηση, ταυτοποίηση προσώπων κ.α.).

Περιοχή V4: “Αυτό που βλέπω, είναι αυτό που ψάχνω;” Η περιοχή V4 είναι μια περιοχή του ινιακού λοβού στους πιθήκους και προς το παρόν δεν έχει βρεθεί ποια περιοχή στον ανθρώπινο εγκέφαλο είναι ομόλογη της V4 των πιθήκων. Αυτή η περιοχή επηρεάζεται από τις διαδικασίες προσοχής και εξειδικεύεται σε κάτι πιο πολύπλοκο: στην αντίληψη συγκεκριμένων αντικειμένων. Εδώ επίσης βρίσκονται οι περισσότεροι νευρώνες που παρουσιάζουν επιλεκτικότητα ως προς το χρώμα.

Περιοχή V5: Κίνηση Η περιοχή V5 είναι πιο μπροστά στον ινιακό λοβό και έχει ερευνηθεί εντατικά επειδή έχει μια πολύ καλά ορισμένη εξειδίκευση η οποία δεν είναι άλλη από την επεξεργασία των πληροφοριών της κίνησης. Οι μελέτες σε ζώα έχουν δείξει ότι η ζημία σε αυτήν την περιοχή οδηγεί σε εξασθένιση της δυνατότητάς τους να αντιλαμβάνονται κινούμενα ερεθίσματα. Στους ανθρώπους, η διμερής ζημία σε αυτές τις περιοχές του οπτικού φλοιού μπορεί να οδηγήσει στην λεγόμενη κινητική αγνωσία (αδυναμία αντίληψης της κίνησης ενός αντικειμένου).

Προκειμένου να ακολουθήσουμε ένα κινούμενο αντικείμενο πρέπει συνεχώς να συλλέγουμε τα νέα στοιχεία όσον αφορά τη μετακίνησή αυτή. Το σύνολο των στοιχείων που συλλέγουμε σχετικά με την κατεύθυνση της κίνησής μας ονομάζεται οπτική ροή (optic flow). Η οπτική ροή μας λέει που πηγαίνουμε, πόσο γρήγορα πλησιάζουμε τα διαφορά αντικείμενα στην πορεία μας, αλλά και εάν έχουμε αρκετό διάστημα για να αποφύγουμε την πρόσκρουση με αυτά. Οι νευρώνες της V5 ολοκληρώνουν αυτή τη διαδικασία με γρήγορη μετάδοση των πληροφοριών, ενώ είναι ευαίσθητοι σε κινητικά ερεθίσματα προς μία συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Ορισμένες βασικές βλάβες του ινιακού λοβού

Απώλεια οπτικού πεδίου: Όπως αναφέρθηκε και πιο πάνω οι βλάβες στον ινιακό λοβό είναι πιθανόν να προκαλέσουν απώλεια οπτικού πεδίου, η οποία θα είναι ανάλογη του λοβού ο οποίος έχει το πρόβλημα. Υπάρχουν διάφορες βαθμίδες απώλειας της όρασης ανάλογα με τη σοβαρότητά τους, οι οποίες κυμαίνονται από απώλεια κάποιων πολύ μικρών περιοχών στο οπτικό πεδίο, έως την απώλεια του ενός τετάρτου ή ακόμη και του μισού οπτικού πεδίου (το αντίθετο από την πλευρά του λοβού που έχει τη βλάβη). Φλοιώδης τύφλωση: Πρόκειται για το είδος της τύφλωσης που οφείλεται αποκλειστικά σε βλάβη στον ινιακό λοβό. Τα άτομα που παρουσιάζουν φλοιώδη τύφλωση έχουν φυσιολογικούς οφθαλμούς και διατηρούν αναλλοίωτα τα αντανακλαστικά της κόρης, καθώς και μέρος των κινήσεων των οφθαλμών, αλλά δεν έχουν καθόλου αντίληψη και συνείδηση των οπτικών πληροφοριών. Δηλαδή τα μάτια λειτουργούν κανονικά στέλνοντας πληροφορίες, αλλά ο ινιακός λοβός δεν είναι σε θέση να τις επεξεργαστεί και έτσι το άτομο δεν βλέπει τίποτα. Παραισθήσεις – Ψευδαισθήσεις: Κάποιος με βλάβη στον ινιακό λοβό μπορεί να αρχίσει να έχει παραισθήσεις, κάτι που είναι απόρροια της βλάβης των περιοχών που επεξεργάζονται τα οπτικά ερεθίσματα, όπως είναι η περιοχή V1 που σχετίζεται άμεσα με τον αμφιβληστροειδή χιτώνα και τις πληροφορίες που αυτός μεταβιβάζει. Οι περιοχές του ινιακού λοβού δεν είναι σε θέση να ερμηνεύσουν σωστά τις πληροφορίες αυτές με αποτέλεσμα να δημιουργούνται οι παραισθήσεις και οι ψευδαισθήσεις. Οπτική αγνωσία: Προκειται για το είδος της αγνωσίας όπου το άτομο παρουσιάζει ανικανότητα αναγνώρισης αντικειμένων. Για παράδειγμα το άτομο δεν είναι σε θέση να αναγνωρίσει τα αντικείμενα σε μια φωτογραφία ή ένα σχέδιο το οποίο του δίνεται. Χρωματική αγνωσία: Άτομα με χρωματική αγνωσία δεν μπορούν να αναγνωρίζουν χρώματα, ακόμη και αν τα μάτια είναι σε θέση να λαμβάνουν τους χρωματικούς ερεθισμούς από το περιβάλλον. Το πρόβλημα δηλαδή εστιάζεται στον ινιακό λοβό και όχι στους φωτοσυλλέκτες του αμφιβληστροειδή.

Κινητική αγνωσία: Τέλος, ένα άλλο πρόβλημα που μπορεί να οφείλεται σε βλάβη του ινιακού λοβού είναι η κινητική αγνωσία, όπου το άτομο παρουσιάζει ανικανότητα στην αναγνώριση της κίνησης ενός αντικειμένου.

Περισσότερες πληροφορίες:

• Wikipedia: ινιακός λοβός
• Kandel, E., Schwartz, J., & Jessell, T. Principles of Neural Science. 3rd edition. New York: NY. Elsevier, 1991

---