第一次視覚野が壊れると見えなくなる


 視覚情報は目から入り、脳の中央付近にある外側膝状体(がいそくしつじょうたい)を通って、大脳皮質の一番後ろにある第一次視覚野に送られます。サルやヒトでは傾き、動き、奥行きなどの情報は第一次視覚野ではじめて抽出されさらに前方の大脳皮質に送られます。私たちが物の位置や形を認識するとき、第一次視覚野からその前方の大脳皮質に送られる情報が重要な働きをしていると考えられます。そこで、第一次視覚野に神経細胞を選択的に破壊する薬物(イボテン酸)を少量注入すると、神経細胞の脱落した部分に対応する視野部分が見えなくなります。

図1 毒キノコの天狗だけにはイボテン酸という神経毒が含まれている。 図2 イボテン酸を微量注入すると薬の広がった部分の神経細胞が消失する。(写真中央部の色の薄くなっている部分が薬の入った領域)。この図はサルの脳を前後方向に縦に切った(矢状断)の後ろの一部だけが見えている。左が前で右が後ろ、上が上で下が下になる。この染色では神経細胞の核が染まっているため、青みの濃いところは神経細胞が沢山あるところである。この写真に写っている大脳皮質は殆どが第1次視覚野である。


図3 上の図は薬の広がりから予測される視野の領域。下の図はサルに光の点の検出課題を訓練してテストした結果。●と▲の領域はサルが見えていない。 図4 イボテン酸は非可逆的に神経細胞を脱落させる。しかし、薬の注入後、3日目(上の図)には見えない領域は急速に縮小していた。さらに10日目(下の図)では見えない領域はほとんどなくなっていた。このように脳は損傷から急速に回復する仕組みを持っている。(損傷からの回復の仕組みについてはここでは詳細には触れない。)

図5
左の図は網膜の損傷の場合、
は盲点、は網膜の損傷部位、大脳皮質の損傷部位には網膜の対応部分からの入力はなくなるが、損傷周囲の網膜から情報を送る神経線維の枝が損傷部位に対応する大脳皮質の領域に入り込み、見えない領域が「見えるような」感覚を引き起こす。(この図では途中の外側膝状体は省略して図示している) (参照:人工盲点の話

(Darian-Smith, Gilbert, 1995)

右の図は大脳皮質を損傷した場合、損傷した大脳皮質領域に情報を送っていた神経線維に枝が損傷周囲の大脳皮質領域に入り込み知覚が得られるようになる。この場合は網膜は正常なので、損傷した大脳皮質領域に対応する網膜の情報処理が損傷周囲の残された皮質で処理され、見えない部分は消失する。サルの実験ではこの変化は10日で起きた。

(Newsome, Wurtz, Dursteler, Mikami, 1985)

   

<中枢側の破壊の後の神経経路の一般的な変化>

図6 外の世界に対応して入力や出力に関連した末梢の地図、中枢の地図がある。 図7 中枢側が破壊されると末梢からの入力が行き先を失う。


図8 行き先を失った神経線維は破壊部位周囲の正常な領域に枝(側枝)を伸ばす。
図9 破壊された中枢領域周辺の地図が変化し、残された領域で外の世界全体を処理できるようになる。


<参考文献>

1. Darian-Smith C, Gilbert CD (1995) Topographic reorganization in the striate cortex of the adult cat and monkey is cortically mediated. J. Neurosci. 15, 1631-1647..

2.Newsome WT, Wurtz RH, Dursteler MR, Mikami A (1985) Punctate chemical lesions of striate cortex in the macaque monkey: Effect on visually guided saccades. Exp. Brain Res. 58: 392-399.


<関連ページページ>

人口盲点の話

まぼろしの腕


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(このページに関する連絡先:三上章允)