Верхнее двухолмие
Верхнее двухолмие (лат. Colliculus superior) — одна из основных структур среднего мозга хордовых. Оно обычно является частью его верхней дорсальной поверхности и вместе с нижним двухолмием (если оно имеется у данного вида) образует, соответственно, четверохолмие среднего мозга, выглядящее снаружи как четыре симметричных выступа («холмика») на задней (дорсальной) поверхности среднего мозга (см. рис.). Данное образование имеет несколько названий, при этом термины «тектум» (лат. «крыша») или «оптический тектум» употребляются обычно для немлекопитающих видов, а термин «верхнее двухолмие» — для млекопитающих, хотя и в этом случае прилагательное «тектальный» используется в литературе повсеместно. Структурно верхнее двухолмие состоит из нескольких слоёв, число которых различно у разных видов животных. При этом так называемые «верхние» слои связаны с обработкой информации от глаз и других сенсорных систем, а «глубинные» слои более связаны с моторными действиями, например, активацией движений глаз и другими движениями. Кроме этого имеются ещё и «средние» слои, содержащие мультимодальные сенсорные клетки, также обладающие моторными свойствами.
| Верхнее двухолмие, или верхние холмики четверохолмия | |
|---|---|
![]() Разрез сквозь верхние холмики четверохолмия, показывающий путь глазодвигательного нерва | |
![]() Схема, показывающая внутримозговые соединения зрительного нерва, а также зрительный тракт. Верхние холмики четверохолмия видны вблизи центра. | |
| Часть | Четверохолмия, которое, в свою очередь, является частью крыши мозга, а та — частью среднего мозга. |
| Каталоги | |
| |
В общем и целом считается, что основная функция тектальной системы — непосредственные реакции, ориентированные на обусловленные точки в персональном эгоцентрическом пространстве (координаты которого задаются положением тела животного). Каждый из слоёв тектума содержит топологическую карту окружающего пространства в ретинотопических координатах, и активация нейронов в точке такой карты вызывает соответствующую реакцию, направленную на соответствующую точку пространства. Например, для приматов верхнее двухолмие изучалось преимущественно в связи с его ролью в управлении движениями глаз. Визуальное возбуждение от сетчатки, либо «команда» от неокортекса, создают определённый «очаг активности» на картах верхнего двухолмия, который, при достаточной его интенсивности, вызывает саккадное движение глаз. Но даже у приматов верхнее двухолмие также участвует в движениях общего целенаправленного поворота головы и протягивания рук, а также в сдвиге внимания, которое не связано ни с каким видимым движением. У других животных тектум участвует в широком спектре двигательных реакций, включая поворот всего тела у крыс, рыб или птиц; выстреливание языком в сторону добычи у лягушек; целенаправленная атака (бросок) змей и т. д.
Для некоторых немлекопитающих видов, включая рыб и птиц, тектум является одной из самых крупных компонент их мозга. У млекопитающих, особенно у приматов, массивная экспансия церебральной коры мозга оставила тектуму (верхнему двухолмию) значительно меньшую долю в общем объёме мозга. Но даже у них он остаётся важной частью с функциями первичной интеграции информации, обеспечивающей движения глаз.
Эволюция и сравнительная анатомия

Оптический тектум — фундаментальная компонента мозга всех хордовых от миксинообразных до человека. При этом некоторые аспекты его строения остаются постоянными, включая его общую структуру, состоящую из нескольких слоёв с массивным входом от оптического тракта к верхним слоям и мощным входом от других соматосенсорных систем к более глубоким слоям. Прочие аспекты строения тектума варьируют весьма значительно. Например общее число слоёв тектума изменяется от 3 у двоякодышащей рыбы протоптера до 15 у золотой рыбки [5]. Число типов клеток меняется от двух у двоякодышащей рыбы до 27 у домашнего воробья. У миксин, миног и акул тектум является относительно маленькой структурой в мозге, однако у костистых рыб он значительно больше и иногда становится самой крупной частью мозга (см. прилагаемый рисунок мозга трески). Для амфибий, рептилий и особенно птиц это также очень существенная компонента мозга, но у млекопитающих его относительный объём эволюционно значительно уменьшился из-за массивного расширения коры головного мозга.
Миноги
Нервной системе миног было посвящено много исследований, поскольку они имеют относительно простой мозг и считается, что его структура во многом отражает структуру мозга наших древнейших позвоночных предков. Начиная с 1970-х годов Стен Гриллинер вместе с коллегами в Королевском Институте Стокгольма использовал миног в качестве модели для понимания основ моторного контроля для позвоночных. Они начали со спинного мозга и продвигались далее к мозгу. В серии своих исследований они обнаружили, что нейронные цепи в спинном мозге способны генерировать ритмические моторные паттерны, которые обеспечивают плавательные движения, и что эти цепи контролируются специфическими локомоторными зонами в стволе и среднем мозге, а эти области, в свою очередь, контролируются более высокими структурами мозга, включая базальные ганглии и тектум. В работе, посвящённой тектуму миног, опубликованной в 2007 году, они обнаружили, что его электрическая стимуляция может вызвать движения глаз, боковое сворачивающиеся движение либо плавательные движения, и что тип, амплитуда и направление этих движений явно зависит от того места в тектуме, которое было простимулировано. Эти наблюдения были проинтерпретированы как согласующиеся с общим представлением о тектуме как о генераторе направленных локомоций для миног, как и для других видов позвоночных.
Летучие мыши
Хотя летучие мыши вовсе не слепы, они гораздо больше зависят от своей звуковой эхолокации, чем от зрения, во время своих ночных полётов и охоты на добычу. Поэтому весь их мозг очень чётко специализирован для этого процесса и часть таких специализаций наблюдается и в верхнем двухолмии. У них нервные проекции от сетчатки глаз приходят только в тонкий слой сразу у поверхности двухолмия, а проекции от аудиальных зон гораздо более развиты, как и выходы в моторные области отвечающие за ориентацию ушей, головы или всего тела летучей мыши. Эхо, приходящее с различных направлений, активирует нейроны в разных местах уровней двухолмия, а стимуляция нейронов двухолмия влияет на звуковые импульсы, испускаемые летучей мышью. То есть имеется чёткое указание, что верхнее двухолмие выполняет в данном случае функции того же рода для аудиально направляемого поведения летучих мышей, что и для визуально направляемого поведения у других видов. При этом для особого вида крупных летучих мышей, называемых летучими лисицами, которые более полагаются на своё развитое зрение для навигации, их визуальные рецепторные поля в верхнем двухолмии формируют точно такие же ретинотопические карты, очень сходные с полями находимыми у кошек и приматов.
Внутреннее устройство
Внутренняя структура оптического тектума/верхнего двухолмия (ОТ/ВД) существенно различается у позвоночных разных видов. Но как общее правило можно указать на чёткое различие между верхними уровнями, которые получают проекции от визуальной системы и реагируют в основном на визуальные стимулы, и более глубокими уровнями, которые получают нейронные проекции различных типов и сами проецируются в различные моторные и связанные с ними структуры мозга. Различие между этими двумя областями всегда настолько чёткое и постоянное, что некоторые анатомы предлагают их рассматривать как отдельные структуры мозга.
Для млекопитающих большинство нейроанатомов выделяют семь слоёв или нейронных пластинок. Первые три из них называются верхними слоями (superficial layers):
- Пластинка I или SZ (от stratum zonale (поверхностный слой)), это очень тонкий слой состоящий из небольших миелинированных аксонов вместе с остаточными и горизонтальными клетками.
- Пластинка II или SGS (от stratum griseum superficiale (верхний серый слой)), содержит множество нейронов различной формы и типов.
- Пластинка III или SO (от stratum opticum (оптический слой), состоит в основном из аксонов приходящих из оптического тракта.
Далее идут два промежуточных или средних слоя (intermediale layers):
- Пластинка IV или SGI (от stratum griseum intermediale (промежуточный серый слой) — самый толстый слой состоящий также из нейронов различного типа и размеров. Этот уровень по толщине часто равен всем остальным вместе взятым, поэтому в нём иногда ещё выделяют «верхние» («upper») и «нижние» («lower») слои (обозначены на рисунке как uSGI и lSGI соответственно).
- Пластинка V или SAI (от stratum album intermediale (промежуточный белый слой)), состоит в основном из аксонов от самых разных источников.
И наконец идут два нижних слоя (deep layers):
- Пластинка VI или SGP (от stratum griseum profundum (нижний серый слой)) состоит из плотно упакованных нейронов и аксонов между ними.
- Пластинка VII или SAP (от stratum album profundum (нижний белый слой)) находится точно над центральным серым телом (periaqueductal gray) и состоит только из аксонов.

Верхние слои ВД получают импульсы в основном от сетчатки глаз, визуальных зон коры и ещё двух связанных с тектумом структур, называемых «претектальная область», «претектум» (pretectum) и «парабигемиальные ядра» (parabigeminal nucleus). Проекции от сетчатки охватывают всю область верхних слоёв и являются формально билатеральными (от каждого глаза в обе половинки ВД), хотя контрлатеральные проекции (от противоположного глаза) значительно превосходят ипсилатеральные в приблизительном соотношении 95 % к 5 %. Кортикальные проекции приходят преимущественно от первичной визуальной коры (зона 17), вторичной визуальной коры (зоны 18 и 19) и фронтальных глазных полей (frontal eye fields — FEF). Ядра parabigeminal nucleus (претектум) также играют весьма значительную роль для выполнения тектальных функций, что будет описано далее.
В отличие от исключительно визуального доминирования в проекциях на верхние уровни тектума, его средние и нижние уровни имеют связи с очень разнообразным набором сенсорных и моторных структур мозга. Большинство остальных зон коры мозга шлют свои проекции именно к этим уровням, хотя связи от «ассоциативных» зон выглядят более значительно, чем связи от первичных сенсорных и моторных областей (нет ссылки на цитату). Количество связей от различных зон коры к этим уровням значительно варьируется для различных видов животных. Ещё одна очень важная проекция приходит в средние уровни ВД от ретикулярного чёрного тела (substantia nigra pars reticulata) компоненты базальных ганглий. В ней используется тормозящий (подавляющий) нейротрансмиттер GABA и предполагается, что таким образом контролируется общий пропускной («gating») эффект для информации через верхнее двухолмие (от верхних слоёв к моторным средним и нижним). Кроме того промежуточные и нижние слои ОТ получают проекции от спинных ядер тройничного нерва (spinal trigeminal nucleus), которые передают соматосенсорную информацию от лица, а также проекции от гипоталамуса (hypothalamus), от субталамической неопределённой зоны (zona incerta), таламуса (thalamus), и нижнего двухолмия (inferior colliculus).
Кроме отличий во входящих связях верхние и нижние слои тектума также сильно различаются и в своих выходных проекциях. Для верхних слоёв один из важнейших выходов идёт в подушкообразное ядро (pulvinar) и латеральную среднюю зону таламуса, которая в свою очередь проецируется в зоны коры, связанные с контролем движений глаз. Кроме того, есть проекции от верхних уровней к претектальным ядрам (подробнее описанные далее) и латеральному коленчатому телу таламуса. Проекции от нижних слоёв тектума гораздо более разнообразны (см. например схему в начале статьи). Среди них есть два крупных нисходящих пути, идущих в ствол мозга и спинной мозг, а также множество восходящих проекций к различным сенсорным и моторным структурам, включая некоторые участвующие в инициации движений глаз.
Мозаичное строение
При более подробном изучении становится видно, что уровни двухолмия не являются однородными слоями, но организованы в отдельные колонки расположенные сотовым образом. Наиболее явно колоночная структура проявляется при маркировании холинергических проекций от претектальных ядер, чьи терминали образуют сходные по размерам кластеры, простирающиеся от верхних до нижних слоёв тектума. Однако и другие нейрохимические маркеры, включая рецепторы калретинина (calretinin), парвальбумина (parvalbumin), GAP-43, NMDA, а также карты связей с различными структурами в стволе и промежуточном мозге, показывают сходную неоднородность. Общее число колонок в тектуме оценивается приблизительно в 100 штук. Функциональное значение такой колоночной организации тектума до сих пор до конца не ясно, однако в недавних исследованиях появились свидетельства, что указанные выше холинергические связи являются частью рекуррентной цепочки связей, которые динамически выявляют абсолютных «победителей» в активации колонок тектума. Более подробно этот механизм описан далее.
Хотя у всех исследованных видов позвоночных, включая млекопитающих и прочих, была обнаружена описанная модуляризация тектума, тем не менее имеется несколько систематических различий в деталях их строения. Для видов с равномерной сетчаткой (в основном для видов с боковым расположением глаз, таких как зайцы или лоси) разбиение на модули распространялось на все верхнее двухолмие. Однако для видов с центральным расположением зрительной ямки подразделение на модули не соблюдалось полностью в ростральной области ВД, которая как раз связана с этой частью сетчатки. Эти области ВД содержат множество нейронов «фиксации взгляда», которые постоянно посылают импульсы, когда глаза животного остаются зафиксированными в одном положении.
Связи с претектальными ядрами

Оптический тектум очень тесно связан с близкой к нему структурой, называемой претектальные ядра (nucleus isthmii для немлекопитающих), которая недавно привлекла к себе пристальное внимание, поскольку появились новые данные о значительном вкладе этой структуры в исполнение «выделяющих» функций тектума. Для млекопитающих, где оптический тектум называется верхним двухолмием, данная структура также имеет другое название — парабигемиальные ядра (parabigeminal nucleus). Тем не менее, это одна и та же структура, только с разными названиями. Эти ядра, в свою очередь, разделяют на две подструктуры — с крупными клетками (pars magnocellularis, Imc) и с «мелкими» клетками (pars parvocellularis — Ipc). Первую подструктуру (Imc) также ещё называют полумесячным ядром (pars semilunaris), поскольку оно выглядит как полумесяц на поперечных срезах среднего мозга.
Как показано на прилагаемой диаграмме, соединения между тектумом и претектальными ядрами Imc и Ipc имеют чёткий топографически согласованный порядок. Нейроны из верхних слоёв тектума проецируются в соответствующие точки Imc и Ipc. При этом их проекции в Ipc чётко сфокусированы, а проекции в Imc гораздо более «размыты». Ipc в свою очередь посылает чётко сфокусированные холинергические (возбуждающие) проекции и в Imc и обратно в тектум, где они образуют терминали по всей колонке тектума, от верха до низа. Напротив, Imc посылает GABA-проекции (тормозные) в Ipc и тектум, которые распространяются гораздо более широко по площади, захватывая большую часть их «карты». Таким образом, описанная здесь цепь нейронных связей тектум-Ipc-Imc обеспечивает рекуррентную обратную связь для импульсной активности в тектуме, что даёт в результате чётко сфокусированное возбуждение в колонке нейронов тектума вместе с обширным подавлением удалённых тектальных нейронов.
Функции
В истории исследований оптического тектума было несколько серьёзных сдвигов или этапов в понимании общей роли этой структуры. Примерно до 1970 года большинство исследований тектума проводилось на немлекопитающих (рыбах, лягушках, птицах) у которых тектум является доминирующей структурой получающей и обрабатывающей информацию от глаз. Тогда общим мнением было, что тектум является основным визуальным центром для мозга немлекопитающих и, соответственно, участвует в очень широком спектре поведения для подобных видов. В период с 1970-х до 1990-х исследование нейронных импульсов у млекопитающих, большей частью обезьян, было сосредоточено в основном на роли верхнего двухолмия в контроле движений глаз. И это направление исследований стало настолько доминировать в научной литературе, что сформировало мнение о верхнем двухолмии, как будто контроль движений глаз является его единственной основной функцией для млекопитающих. Этот взгляд до сих пор находит отражение даже во множестве современных учебников.
Однако в конце 1990-х годов в экспериментах, где голова животных не была жёстко закреплена, было ясно показано, что ВД на самом деле инициирует поворот взгляда, состоящий как правило и из поворота головы, и из собственно движения глаз (а не только последнего). Это открытие пробудило интерес к повторному исследованию всего спектра функций верхнего двухолмия и привело к изучению его мультисенсорной интеграции в самых различных ситуациях, для разных видов животных. Тем не менее, до сих пор роль ВД в контроле поворота глаз изучена и понимается гораздо глубже всех его остальных функций.
Поведенческие эксперименты показали, что ВД хотя и не является необходимой структурой для распознавания образов, но играет критическую роль в направлении поведения на определённый объект, и может обеспечивать эту функцию даже при отсутствии коры мозга. Так кошки с обширным повреждением визуальной коры, хотя и не могли распознать объекты, тем не менее все равно могли следовать и ориентироваться на движущийся стимул, но гораздо медленнее чем обычно. Если при этом у них была удалена одна половинка ВД, то они постоянно кружили в сторону противоположную удалённой части ВД и компульсивно ориентировались на объекты расположенные в этой области. Однако им это не удавалось сделать с объектами в другой стороне от них. Этот дефицит функций постепенно уменьшался со временем, но никогда не исчезал полностью.
Движения глаз
Для приматов среди всех движений глаз можно выделить несколько типов: фиксация, при которой глаза направлены на неподвижный объект и движения глаз совершаются только для компенсации движений головы; плавное следование, при котором глаза постоянно следуют за движущимся предметом, саккады, при которых глаза очень быстро перепрыгивают с одного направления на другое; и наведение, когда глаза сдвигаются одновременно в противоположных направлениях осуществляя единое бинокулярное зрение объектов на определённом удалении. Верхнее двухолмие участвует во всех этих движениях, однако его роль в осуществлении саккадных движений изучена наиболее полно.
Каждая латеральная «половинка» верхнего двухолмия содержит в своих слоях двумерную карту, представляющую половину зрительного поля. При этом зрительная ямка сетчатки (fovea) — регион максимальной чувствительности глаза — представлена на ростральной части карты, а периферия зрения — на её каудальной части. Движения глаз вызываются активностью в глубоких слоях ВД. Во время фиксации взгляда нейроны в ростральной части ВД — зоне зрительной ямки — все время тонически активны. Во время плавного следования возбуждаются нейроны на небольшом расстоянии от ростральной части карты ВД, что приводит к небольшим движениям глаз. При саккадах возбуждаются нейроны в регионах представляющих точку, куда будет направлена саккада. И прямо перед её осуществлением активность этих нейронов быстро нарастает и уменьшается во всех остальных частях ВД. При этом, точка цели саккады представлена довольно широким «холмом» активности нейронов, который захватывает существенную часть карты двухолмия, а вершина этого холма как раз и обозначает целевую точку саккады.
Также ВД представляет на своих картах цель для поворота части или всего тела, но похоже, что при этом оно не задаёт, каким именно способом будет осуществлено это движение. Последующая декомпозиция такого движения на поворот головы и на поворот глаз, а также конкретная траектория движения глаз во время саккады зависит от обработки сигналов от ВД в последующих моторных центрах, механизм которой сейчас не совсем понятен. Однако, независимо от того как инициируется или выполняется конкретное движение, ВД всегда кодирует его конечную цель в ретинотопических координатах. То есть паттерн активации ВД задаёт требуемый сдвиг от текущего направления глаз, независимо от их положения.
Существуют разные мнения насчёт того, участвует ли ВД непосредственно в управлении движениями глаз, либо же полностью оставляет это другим структурам, либо активно участвует только в исполнении саккад. В 1991 году Муньос (Munoz) с коллегами получили данные, что вышеописанный «холм» активности нейронов ВД постепенно продвигается во время исполнения саккады, постоянно отображая изменяющийся угол до её цели. Однако сейчас доминирует точка зрения, что хотя «холм» и сдвигается немного во время саккады, однако это не происходит плавно и пропорционально, как предсказывала первоначальная гипотеза «движущегося холма».
Исходящие от моторных слоёв ВД сигналы идут ко множеству ядер среднего и ствола мозга, где трансформируются из кодов «целевого отклонения», используемых в ВД, в коды частоты, используемые в моторных нейронах глаз. Дальнейшее движение глаз осуществляется шестью их мускулами, организованными в три ортогональные пары. Таким образом получается, что в самом конце движения глаз кодируются в обычных декартовых координатах.
Хотя ВД получает очень мощные нейронные входы от сетчатки глаз, у приматов оно находится по большей части под контролем коры мозга, которая содержит в себе несколько областей связанных с заданием и коррекцией конкретных движений глаз. Например, фронтальные глазные поля (frontal eye fields — FEF) — часть моторной коры, также участвует в генерации намеренных саккад глаз, а прилегающая к ним область, дополнительные глазные поля (additional eye fields — AEF) участвуют в организации групп саккадных движений в целостные последовательности. Теменные глазные поля (pariental eye fields — PEF), расположенные ещё ближе к затылку, участвуют в основном в рефлексивных саккадах, совершаемых в ответ на изменения в зрительном поле.
Визуальные сигналы приходят только в верхние слои ВД, тогда как его средние слои получают также аудиальные и соматосенсорные сигналы и подключены, в свою очередь, ко многим соматомоторным центрам и областям мозга. В настоящий момент полагают, что двухолмие в целом предназначено для ориентации головы и глаз на что-то, что было увидено или услышано.
Различия
Летучие мыши
Как показали эксперименты со стимуляцией точек тектума летучих мышей, они могут вызывать не только целенаправленный поворот головы и глаз в заданном направлении, но и поворот ушей, а также, в некоторых случаях, целенаправленный эхолокационный импульс в этом направлении.
Змеи
Для змей, которые могут воспринимать инфракрасное (тепловое) излучение, таких как питоны и гремучие змеи, указанные нейронные сигналы передаются в средние слои их тектума естественно не через оптический тракт, а через тройничный нерв. Вся остальная обработка сигналов полностью аналогична случаю визуальной информации включая инициацию поворота головы и атаки (броска) [27].
См. также
- Латеральное коленчатое тело
- Средний мозг
Дополнительные рисунки
-
Поверхностный срез ствола мозга. Вид сбоку. -
Срез ствола мозга. Вид сбоку. -
Глубокий срез ствола мозга. Вид сбоку. -
Поперечный разрез среднего мозга на уровне верхнего двухолмия. - Ствол, средний мозг и таламус человека. Вид сзади.
Примечания
- Wallace et al., 2005
- Lunenburger et al., 2001
- Kustov & Robinson, 1996
- Maximino, 2008
- Northcutt, 2002
- Grillner, 2003
- Saitoh et al., 2007
- Ulanovsky & Moss, 2008
- Valentine & Moss, 1997
- Huerta & Harting, 1984
- Clemo & Stein, 1984
- Chavalier & Mana, 2000
- Краснощекова 2007
- Illing, 1996
- Mana & Chevalier, 2001
- Li Xiao Wang, 2007
- Sprague, 1996
- Sparks & Gandhi, 2003
- Klier et al., 2001
- Munoz et al., 1991
- Soetedjo et al., 2002
- Pierrot-Deseilligny et al., 2003
- Klier et al., 2003
- Krauzlis et al., 2004
- Sparks, 1999
Ссылки
- Краснощекова Е.И. Модульная организация нервных центров. — 2-е изд. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 2007. — С. 87 —102. — 130 с.
- Clemo, HR; Stein B. E. Topographic organization of somatosensory corticotectal influences in cat (англ.) // [англ.] : journal. — 1984. — Vol. 51, no. 5. — P. 843—858. — PMID 6726314.
- Chevalier, G; Mana S. Honeycomb-like structure of the intermediate layers of the rat superior colliculus, with additional observations in several other mammals: AChE patterning (англ.) // [англ.] : journal. — 2000. — Vol. 419, no. 2. — P. 137—153. — doi:10.1002/(SICI)1096-9861(20000403)419:2<137::AID-CNE1>3.0.CO;2-6. — PMID 10722995.
- Dean, P; Redgrave P., Westby G. W. Event or emergency? Two response systems in the mammalian superior colliculus (англ.) // [англ.] : journal. — 1989. — Vol. 12, no. 4. — P. 137—147. — doi:10.1016/0166-2236(89)90052-0. — PMID 2470171.
- Grillner, S. The motor infrastructure: from ion channels to neuronal networks (англ.) // Nat Rev Neurosci : journal. — 2003. — Vol. 4, no. 7. — P. 573—586. — doi:10.1038/nrn1137. — PMID 12838332.
- Hartline, PH; Kass L., Loop M. S. Merging of modalities in the optic tectum: infrared and visual integration in rattlesnakes (англ.) // Science : journal. — 1978. — Vol. 199, no. 4334. — P. 1225—1229. — doi:10.1126/science.628839. — PMID 628839.
- Huerta, MF; Harting J. K. Comparative Neurology of the Optic Tectum (англ.) / Vanegas H.. — New York: Plenum Press, 1984. — P. 687—773. — ISBN 9780306412363.
- Illing, R-B. The mosaic architecture of the superior colliculus (неопр.) // Prog Brain Res. — 1996. — Т. 112. — С. 17—34. — doi:10.1016/S0079-6123(08)63318-X. — PMID 8979818.
- King, AJ; Schnupp JWH, Carlile S., Smith A. L., Thompson I. D. The development of topographically-aligned maps of visual an auditory space in the superior colliculus (англ.) // Prog Brain Res : journal. — 1996. — Vol. 112. — P. 335—350. — doi:10.1016/S0079-6123(08)63340-3. — PMID 8979840.
- Klier, EM; Wang H., Crawford J. D. The superior colliculus encodes gaze commands in retinal coordinates (англ.) // Nat Neurosci : journal. — 2001. — Vol. 4, no. 6. — P. 627—632. — doi:10.1038/88450. — PMID 11369944.
- Klier, E; Wang H., Crawford D. Three-dimensional eye-head coordination is implemented downstream from the superior colliculus (англ.) // [англ.] : journal. — 2003. — Vol. 89, no. 5. — P. 2839—2853. — doi:10.1152/jn.00763.2002. — PMID 12740415.
- Krauzlis, R; Liston D., Carello C. Target selection and the superior colliculus: goals, choices and hypotheses (англ.) // [англ.] : journal. — 2004. — Vol. 44, no. 12. — P. 1445—1451. — doi:10.1016/j.visres.2004.01.005. — PMID 15066403.
- Kustov, A; Robinson D. Shared neural control of attentional shifts and eye movements (англ.) // Nature : journal. — 1996. — Vol. 384, no. 6604. — P. 74—77. — doi:10.1038/384074a0. — PMID 8900281.
- Lane, RH; Allman J. M., Kaas J. H., Miezin F. M. The visuotopic organization of the superior colliculus of the owl monkey (Aotus trivirgatus) and the bush baby (Galago senegalensis) (англ.) // [англ.] : journal. — 1973. — Vol. 60, no. 2. — P. 335—349. — doi:10.1016/0006-8993(73)90794-4. — PMID 4202853.
- Lunenburger, L; Kleiser R., Stuphorn V., Miller L. E., Hoffmann K. P. A possible role of the superior colliculus in eye–hand coordination (англ.) // Prog Brain Res : journal. — 2001. — Vol. 134. — P. 109—125. — doi:10.1016/S0079-6123(01)34009-8. — PMID 11702538.
- Mana, S; Chevalier G. Honeycomb-like structure of the intermediate layers of the rat superior colliculus: afferent and efferent connections (англ.) // [англ.] : journal. — Elsevier, 2001. — Vol. 103, no. 3. — P. 673—693. — doi:10.1016/S0306-4522(01)00026-4. — PMID 11274787.
- Maximino, C; Soares, Daphne. Evolutionary changes in the complexity of the tectum of nontetrapods: a cladistic approach (англ.) // PLOS One : journal / Soares, Daphne. — 2008. — Vol. 3, no. 10. — P. e385. — doi:10.1371/journal.pone.0003582. — PMID 18974789. — PMC 2571994.
- Munoz, DP; Pélisson D., Guitton D. Movement of activity on the superior colliculus motor map during gaze shifts (англ.) // Science : journal. — 1991. — Vol. 251, no. 4999. — P. 1358—1360. — doi:10.1126/science.2003221. — PMID 2003221.
- Northcutt, R. G. Understanding vertebrate brain evolution (англ.) // [англ.] : journal. — Oxford University Press, 2002. — Vol. 42, no. 4. — P. 743—746. — doi:10.1093/icb/42.4.743. — PMID 21708771.
- Pettigrew, J. D. Flying primates? Megabats have the advanced pathway from eye to midbrain (англ.) // Science : journal. — 1986. — Vol. 231, no. 4743. — P. 1304—1306. — doi:10.1126/science.3945827. — PMID 3945827.
- Pierrot-Deseilligny, C; Müri R. M., Ploner C. J., Gaymard B., Rivaud-Péchoux S. Cortical control of ocular saccades in humans: a model for motricity (англ.) // Prog Brain Res : journal. — 2003. — Vol. 142. — P. 3—17. — doi:10.1016/S0079-6123(03)42003-7. — PMID 12693251.
- Saitoh, K; Ménard A., Grillner S. Tectal control of locomotion, steering, and eye movements in lamprey (англ.) // [англ.] : journal. — 2007. — Vol. 97, no. 4. — P. 3093—3108. — doi:10.1152/jn.00639.2006. — PMID 17303814.
- Soetedjo, R; Kaneko C. R., Fuchs A. F. Evidence against a moving hill in the superior colliculus during saccadic eye movements in the monkey (англ.) // [англ.] : journal. — 2002. — Vol. 87, no. 6. — P. 2778—2789. — PMID 12037180.
- Sparks, D. L. Conceptual issues related to the role of the superior colliculus in the control of gaze (англ.) // Curr Op Neurobiol : journal. — 1999. — Vol. 6, no. 6. — P. 698—707. — doi:10.1016/S0959-4388(99)00039-2. — PMID 10607648.
- Sparks, DL; Gandhi N. J. Single-cell signals: an oculomotor perspective (неопр.) // Prog Brain Res. — 2003. — Т. 142. — С. 35—53. — doi:10.1016/S0079-6123(03)42005-0. — PMID 12693253.
- Sprague, J. M. Neural mechanisms of visual orienting responses (неопр.) // Prog Brain Res. — 1996. — Т. 112. — С. 1—15. — doi:10.1016/S0079-6123(08)63317-8. — PMID 8979817.
- Stein, BE; Clamman H. P. Control of pinna movements and sensorimotor register in cat superior colliculus (англ.) // [англ.] : journal. — 1981. — Vol. 19, no. 3—4. — P. 180—192. — doi:10.1159/000121641. — PMID 7326575.
- Ulanovsky, N; Moss C. F. What the bat's voice tells the bat's brain (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2008. — Vol. 105, no. 25. — P. 8491—8498. — doi:10.1073/pnas.0703550105. — PMID 18562301. — PMC 2438418.
- Valentine, D; Moss C. F. Spatially selective auditory responses in the superior colliculus of the echolocating bat (англ.) // [англ.] : journal. — 1997. — Vol. 17, no. 5. — P. 1720—1733. — PMID 9030631.
- Li, Da-Peng; Qian Xiao, Shu-Rong Wang. Feedforward Construction of the Receptive Field and Orientation Selectivity of Visual Neurons in the Pigeon (англ.) // Cerebral Cortex : journal. — 2007. — Vol. 17, no. 4. — P. 885—893. — doi:10.1093/cercor/bhk043.
- Valentine, Doreen E.; Shiva R. Sinha, Cynthia F. Moss. Orienting responses and vocalizations produced by microstimulation in the superior colliculus of the echolocating bat, Eptesicus fuscus (англ.) // [англ.] : journal. — 2002. — Vol. 188, no. 2. — P. 89—108. — PMID 11919691. (недоступная ссылка)
- Wallace, MT; Meredith M. A., Stein B. E. Multisensory integration in the superior colliculus of the alert cat (англ.) // [англ.] : journal. — 1998. — Vol. 80, no. 2. — P. 1006—1010. — PMID 9705489.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Верхнее двухолмие, Что такое Верхнее двухолмие? Что означает Верхнее двухолмие?
Verhnee dvuholmie lat Colliculus superior odna iz osnovnyh struktur srednego mozga hordovyh Ono obychno yavlyaetsya chastyu ego verhnej dorsalnoj poverhnosti i vmeste s nizhnim dvuholmiem esli ono imeetsya u dannogo vida obrazuet sootvetstvenno chetveroholmie srednego mozga vyglyadyashee snaruzhi kak chetyre simmetrichnyh vystupa holmika na zadnej dorsalnoj poverhnosti srednego mozga sm ris Dannoe obrazovanie imeet neskolko nazvanij pri etom terminy tektum lat krysha ili opticheskij tektum upotreblyayutsya obychno dlya nemlekopitayushih vidov a termin verhnee dvuholmie dlya mlekopitayushih hotya i v etom sluchae prilagatelnoe tektalnyj ispolzuetsya v literature povsemestno Strukturno verhnee dvuholmie sostoit iz neskolkih sloyov chislo kotoryh razlichno u raznyh vidov zhivotnyh Pri etom tak nazyvaemye verhnie sloi svyazany s obrabotkoj informacii ot glaz i drugih sensornyh sistem a glubinnye sloi bolee svyazany s motornymi dejstviyami naprimer aktivaciej dvizhenij glaz i drugimi dvizheniyami Krome etogo imeyutsya eshyo i srednie sloi soderzhashie multimodalnye sensornye kletki takzhe obladayushie motornymi svojstvami Verhnee dvuholmie ili verhnie holmiki chetveroholmiyaRazrez skvoz verhnie holmiki chetveroholmiya pokazyvayushij put glazodvigatelnogo nervaShema pokazyvayushaya vnutrimozgovye soedineniya zritelnogo nerva a takzhe zritelnyj trakt Verhnie holmiki chetveroholmiya vidny vblizi centra Chast Chetveroholmiya kotoroe v svoyu ochered yavlyaetsya chastyu kryshi mozga a ta chastyu srednego mozga KatalogiMeSHMeSHGray FMATA98 Mediafajly na Vikisklade V obshem i celom schitaetsya chto osnovnaya funkciya tektalnoj sistemy neposredstvennye reakcii orientirovannye na obuslovlennye tochki v personalnom egocentricheskom prostranstve koordinaty kotorogo zadayutsya polozheniem tela zhivotnogo Kazhdyj iz sloyov tektuma soderzhit topologicheskuyu kartu okruzhayushego prostranstva v retinotopicheskih koordinatah i aktivaciya nejronov v tochke takoj karty vyzyvaet sootvetstvuyushuyu reakciyu napravlennuyu na sootvetstvuyushuyu tochku prostranstva Naprimer dlya primatov verhnee dvuholmie izuchalos preimushestvenno v svyazi s ego rolyu v upravlenii dvizheniyami glaz Vizualnoe vozbuzhdenie ot setchatki libo komanda ot neokorteksa sozdayut opredelyonnyj ochag aktivnosti na kartah verhnego dvuholmiya kotoryj pri dostatochnoj ego intensivnosti vyzyvaet sakkadnoe dvizhenie glaz No dazhe u primatov verhnee dvuholmie takzhe uchastvuet v dvizheniyah obshego celenapravlennogo povorota golovy i protyagivaniya ruk a takzhe v sdvige vnimaniya kotoroe ne svyazano ni s kakim vidimym dvizheniem U drugih zhivotnyh tektum uchastvuet v shirokom spektre dvigatelnyh reakcij vklyuchaya povorot vsego tela u krys ryb ili ptic vystrelivanie yazykom v storonu dobychi u lyagushek celenapravlennaya ataka brosok zmej i t d Dlya nekotoryh nemlekopitayushih vidov vklyuchaya ryb i ptic tektum yavlyaetsya odnoj iz samyh krupnyh komponent ih mozga U mlekopitayushih osobenno u primatov massivnaya ekspansiya cerebralnoj kory mozga ostavila tektumu verhnemu dvuholmiyu znachitelno menshuyu dolyu v obshem obyome mozga No dazhe u nih on ostayotsya vazhnoj chastyu s funkciyami pervichnoj integracii informacii obespechivayushej dvizheniya glaz Evolyuciya i sravnitelnaya anatomiyaMozg treski s vydelennoj kryshej mozga Opticheskij tektum fundamentalnaya komponenta mozga vseh hordovyh ot miksinoobraznyh do cheloveka Pri etom nekotorye aspekty ego stroeniya ostayutsya postoyannymi vklyuchaya ego obshuyu strukturu sostoyashuyu iz neskolkih sloyov s massivnym vhodom ot opticheskogo trakta k verhnim sloyam i moshnym vhodom ot drugih somatosensornyh sistem k bolee glubokim sloyam Prochie aspekty stroeniya tektuma variruyut vesma znachitelno Naprimer obshee chislo sloyov tektuma izmenyaetsya ot 3 u dvoyakodyshashej ryby protoptera do 15 u zolotoj rybki 5 Chislo tipov kletok menyaetsya ot dvuh u dvoyakodyshashej ryby do 27 u domashnego vorobya U miksin minog i akul tektum yavlyaetsya otnositelno malenkoj strukturoj v mozge odnako u kostistyh ryb on znachitelno bolshe i inogda stanovitsya samoj krupnoj chastyu mozga sm prilagaemyj risunok mozga treski Dlya amfibij reptilij i osobenno ptic eto takzhe ochen sushestvennaya komponenta mozga no u mlekopitayushih ego otnositelnyj obyom evolyucionno znachitelno umenshilsya iz za massivnogo rasshireniya kory golovnogo mozga Minogi Nervnoj sisteme minog bylo posvyasheno mnogo issledovanij poskolku oni imeyut otnositelno prostoj mozg i schitaetsya chto ego struktura vo mnogom otrazhaet strukturu mozga nashih drevnejshih pozvonochnyh predkov Nachinaya s 1970 h godov Sten Grilliner vmeste s kollegami v Korolevskom Institute Stokgolma ispolzoval minog v kachestve modeli dlya ponimaniya osnov motornogo kontrolya dlya pozvonochnyh Oni nachali so spinnogo mozga i prodvigalis dalee k mozgu V serii svoih issledovanij oni obnaruzhili chto nejronnye cepi v spinnom mozge sposobny generirovat ritmicheskie motornye patterny kotorye obespechivayut plavatelnye dvizheniya i chto eti cepi kontroliruyutsya specificheskimi lokomotornymi zonami v stvole i srednem mozge a eti oblasti v svoyu ochered kontroliruyutsya bolee vysokimi strukturami mozga vklyuchaya bazalnye ganglii i tektum V rabote posvyashyonnoj tektumu minog opublikovannoj v 2007 godu oni obnaruzhili chto ego elektricheskaya stimulyaciya mozhet vyzvat dvizheniya glaz bokovoe svorachivayushiesya dvizhenie libo plavatelnye dvizheniya i chto tip amplituda i napravlenie etih dvizhenij yavno zavisit ot togo mesta v tektume kotoroe bylo prostimulirovano Eti nablyudeniya byli prointerpretirovany kak soglasuyushiesya s obshim predstavleniem o tektume kak o generatore napravlennyh lokomocij dlya minog kak i dlya drugih vidov pozvonochnyh Letuchie myshi Hotya letuchie myshi vovse ne slepy oni gorazdo bolshe zavisyat ot svoej zvukovoj eholokacii chem ot zreniya vo vremya svoih nochnyh polyotov i ohoty na dobychu Poetomu ves ih mozg ochen chyotko specializirovan dlya etogo processa i chast takih specializacij nablyudaetsya i v verhnem dvuholmii U nih nervnye proekcii ot setchatki glaz prihodyat tolko v tonkij sloj srazu u poverhnosti dvuholmiya a proekcii ot audialnyh zon gorazdo bolee razvity kak i vyhody v motornye oblasti otvechayushie za orientaciyu ushej golovy ili vsego tela letuchej myshi Eho prihodyashee s razlichnyh napravlenij aktiviruet nejrony v raznyh mestah urovnej dvuholmiya a stimulyaciya nejronov dvuholmiya vliyaet na zvukovye impulsy ispuskaemye letuchej myshyu To est imeetsya chyotkoe ukazanie chto verhnee dvuholmie vypolnyaet v dannom sluchae funkcii togo zhe roda dlya audialno napravlyaemogo povedeniya letuchih myshej chto i dlya vizualno napravlyaemogo povedeniya u drugih vidov Pri etom dlya osobogo vida krupnyh letuchih myshej nazyvaemyh letuchimi lisicami kotorye bolee polagayutsya na svoyo razvitoe zrenie dlya navigacii ih vizualnye receptornye polya v verhnem dvuholmii formiruyut tochno takie zhe retinotopicheskie karty ochen shodnye s polyami nahodimymi u koshek i primatov Vnutrennee ustrojstvoVnutrennyaya struktura opticheskogo tektuma verhnego dvuholmiya OT VD sushestvenno razlichaetsya u pozvonochnyh raznyh vidov No kak obshee pravilo mozhno ukazat na chyotkoe razlichie mezhdu verhnimi urovnyami kotorye poluchayut proekcii ot vizualnoj sistemy i reagiruyut v osnovnom na vizualnye stimuly i bolee glubokimi urovnyami kotorye poluchayut nejronnye proekcii razlichnyh tipov i sami proeciruyutsya v razlichnye motornye i svyazannye s nimi struktury mozga Razlichie mezhdu etimi dvumya oblastyami vsegda nastolko chyotkoe i postoyannoe chto nekotorye anatomy predlagayut ih rassmatrivat kak otdelnye struktury mozga Dlya mlekopitayushih bolshinstvo nejroanatomov vydelyayut sem sloyov ili nejronnyh plastinok Pervye tri iz nih nazyvayutsya verhnimi sloyami superficial layers Plastinka I ili SZ ot stratum zonale poverhnostnyj sloj eto ochen tonkij sloj sostoyashij iz nebolshih mielinirovannyh aksonov vmeste s ostatochnymi i gorizontalnymi kletkami Plastinka II ili SGS ot stratum griseum superficiale verhnij seryj sloj soderzhit mnozhestvo nejronov razlichnoj formy i tipov Plastinka III ili SO ot stratum opticum opticheskij sloj sostoit v osnovnom iz aksonov prihodyashih iz opticheskogo trakta Dalee idut dva promezhutochnyh ili srednih sloya intermediale layers Plastinka IV ili SGI ot stratum griseum intermediale promezhutochnyj seryj sloj samyj tolstyj sloj sostoyashij takzhe iz nejronov razlichnogo tipa i razmerov Etot uroven po tolshine chasto raven vsem ostalnym vmeste vzyatym poetomu v nyom inogda eshyo vydelyayut verhnie upper i nizhnie lower sloi oboznacheny na risunke kak uSGI i lSGI sootvetstvenno Plastinka V ili SAI ot stratum album intermediale promezhutochnyj belyj sloj sostoit v osnovnom iz aksonov ot samyh raznyh istochnikov I nakonec idut dva nizhnih sloya deep layers Plastinka VI ili SGP ot stratum griseum profundum nizhnij seryj sloj sostoit iz plotno upakovannyh nejronov i aksonov mezhdu nimi Plastinka VII ili SAP ot stratum album profundum nizhnij belyj sloj nahoditsya tochno nad centralnym serym telom periaqueductal gray i sostoit tolko iz aksonov Shema osnovnyh svyazej VD s drugimi strukturami mozga cheloveka Verhnie sloi VD poluchayut impulsy v osnovnom ot setchatki glaz vizualnyh zon kory i eshyo dvuh svyazannyh s tektumom struktur nazyvaemyh pretektalnaya oblast pretektum pretectum i parabigemialnye yadra parabigeminal nucleus Proekcii ot setchatki ohvatyvayut vsyu oblast verhnih sloyov i yavlyayutsya formalno bilateralnymi ot kazhdogo glaza v obe polovinki VD hotya kontrlateralnye proekcii ot protivopolozhnogo glaza znachitelno prevoshodyat ipsilateralnye v priblizitelnom sootnoshenii 95 k 5 Kortikalnye proekcii prihodyat preimushestvenno ot pervichnoj vizualnoj kory zona 17 vtorichnoj vizualnoj kory zony 18 i 19 i frontalnyh glaznyh polej frontal eye fields FEF Yadra parabigeminal nucleus pretektum takzhe igrayut vesma znachitelnuyu rol dlya vypolneniya tektalnyh funkcij chto budet opisano dalee V otlichie ot isklyuchitelno vizualnogo dominirovaniya v proekciyah na verhnie urovni tektuma ego srednie i nizhnie urovni imeyut svyazi s ochen raznoobraznym naborom sensornyh i motornyh struktur mozga Bolshinstvo ostalnyh zon kory mozga shlyut svoi proekcii imenno k etim urovnyam hotya svyazi ot associativnyh zon vyglyadyat bolee znachitelno chem svyazi ot pervichnyh sensornyh i motornyh oblastej net ssylki na citatu Kolichestvo svyazej ot razlichnyh zon kory k etim urovnyam znachitelno variruetsya dlya razlichnyh vidov zhivotnyh Eshyo odna ochen vazhnaya proekciya prihodit v srednie urovni VD ot retikulyarnogo chyornogo tela substantia nigra pars reticulata komponenty bazalnyh ganglij V nej ispolzuetsya tormozyashij podavlyayushij nejrotransmitter GABA i predpolagaetsya chto takim obrazom kontroliruetsya obshij propusknoj gating effekt dlya informacii cherez verhnee dvuholmie ot verhnih sloyov k motornym srednim i nizhnim Krome togo promezhutochnye i nizhnie sloi OT poluchayut proekcii ot spinnyh yader trojnichnogo nerva spinal trigeminal nucleus kotorye peredayut somatosensornuyu informaciyu ot lica a takzhe proekcii ot gipotalamusa hypothalamus ot subtalamicheskoj neopredelyonnoj zony zona incerta talamusa thalamus i nizhnego dvuholmiya inferior colliculus Krome otlichij vo vhodyashih svyazyah verhnie i nizhnie sloi tektuma takzhe silno razlichayutsya i v svoih vyhodnyh proekciyah Dlya verhnih sloyov odin iz vazhnejshih vyhodov idyot v podushkoobraznoe yadro pulvinar i lateralnuyu srednyuyu zonu talamusa kotoraya v svoyu ochered proeciruetsya v zony kory svyazannye s kontrolem dvizhenij glaz Krome togo est proekcii ot verhnih urovnej k pretektalnym yadram podrobnee opisannye dalee i lateralnomu kolenchatomu telu talamusa Proekcii ot nizhnih sloyov tektuma gorazdo bolee raznoobrazny sm naprimer shemu v nachale stati Sredi nih est dva krupnyh nishodyashih puti idushih v stvol mozga i spinnoj mozg a takzhe mnozhestvo voshodyashih proekcij k razlichnym sensornym i motornym strukturam vklyuchaya nekotorye uchastvuyushie v iniciacii dvizhenij glaz Mozaichnoe stroenie Pri bolee podrobnom izuchenii stanovitsya vidno chto urovni dvuholmiya ne yavlyayutsya odnorodnymi sloyami no organizovany v otdelnye kolonki raspolozhennye sotovym obrazom Naibolee yavno kolonochnaya struktura proyavlyaetsya pri markirovanii holinergicheskih proekcij ot pretektalnyh yader chi terminali obrazuyut shodnye po razmeram klastery prostirayushiesya ot verhnih do nizhnih sloyov tektuma Odnako i drugie nejrohimicheskie markery vklyuchaya receptory kalretinina calretinin parvalbumina parvalbumin GAP 43 NMDA a takzhe karty svyazej s razlichnymi strukturami v stvole i promezhutochnom mozge pokazyvayut shodnuyu neodnorodnost Obshee chislo kolonok v tektume ocenivaetsya priblizitelno v 100 shtuk Funkcionalnoe znachenie takoj kolonochnoj organizacii tektuma do sih por do konca ne yasno odnako v nedavnih issledovaniyah poyavilis svidetelstva chto ukazannye vyshe holinergicheskie svyazi yavlyayutsya chastyu rekurrentnoj cepochki svyazej kotorye dinamicheski vyyavlyayut absolyutnyh pobeditelej v aktivacii kolonok tektuma Bolee podrobno etot mehanizm opisan dalee Hotya u vseh issledovannyh vidov pozvonochnyh vklyuchaya mlekopitayushih i prochih byla obnaruzhena opisannaya modulyarizaciya tektuma tem ne menee imeetsya neskolko sistematicheskih razlichij v detalyah ih stroeniya Dlya vidov s ravnomernoj setchatkoj v osnovnom dlya vidov s bokovym raspolozheniem glaz takih kak zajcy ili losi razbienie na moduli rasprostranyalos na vse verhnee dvuholmie Odnako dlya vidov s centralnym raspolozheniem zritelnoj yamki podrazdelenie na moduli ne soblyudalos polnostyu v rostralnoj oblasti VD kotoraya kak raz svyazana s etoj chastyu setchatki Eti oblasti VD soderzhat mnozhestvo nejronov fiksacii vzglyada kotorye postoyanno posylayut impulsy kogda glaza zhivotnogo ostayutsya zafiksirovannymi v odnom polozhenii Svyazi s pretektalnymi yadrami Shematicheskaya diagramma topograficheskih svyazej mezhdu opticheskim tektumom i dvumya pretektalnymi yadrami Opticheskij tektum ochen tesno svyazan s blizkoj k nemu strukturoj nazyvaemoj pretektalnye yadra nucleus isthmii dlya nemlekopitayushih kotoraya nedavno privlekla k sebe pristalnoe vnimanie poskolku poyavilis novye dannye o znachitelnom vklade etoj struktury v ispolnenie vydelyayushih funkcij tektuma Dlya mlekopitayushih gde opticheskij tektum nazyvaetsya verhnim dvuholmiem dannaya struktura takzhe imeet drugoe nazvanie parabigemialnye yadra parabigeminal nucleus Tem ne menee eto odna i ta zhe struktura tolko s raznymi nazvaniyami Eti yadra v svoyu ochered razdelyayut na dve podstruktury s krupnymi kletkami pars magnocellularis Imc i s melkimi kletkami pars parvocellularis Ipc Pervuyu podstrukturu Imc takzhe eshyo nazyvayut polumesyachnym yadrom pars semilunaris poskolku ono vyglyadit kak polumesyac na poperechnyh srezah srednego mozga Kak pokazano na prilagaemoj diagramme soedineniya mezhdu tektumom i pretektalnymi yadrami Imc i Ipc imeyut chyotkij topograficheski soglasovannyj poryadok Nejrony iz verhnih sloyov tektuma proeciruyutsya v sootvetstvuyushie tochki Imc i Ipc Pri etom ih proekcii v Ipc chyotko sfokusirovany a proekcii v Imc gorazdo bolee razmyty Ipc v svoyu ochered posylaet chyotko sfokusirovannye holinergicheskie vozbuzhdayushie proekcii i v Imc i obratno v tektum gde oni obrazuyut terminali po vsej kolonke tektuma ot verha do niza Naprotiv Imc posylaet GABA proekcii tormoznye v Ipc i tektum kotorye rasprostranyayutsya gorazdo bolee shiroko po ploshadi zahvatyvaya bolshuyu chast ih karty Takim obrazom opisannaya zdes cep nejronnyh svyazej tektum Ipc Imc obespechivaet rekurrentnuyu obratnuyu svyaz dlya impulsnoj aktivnosti v tektume chto dayot v rezultate chyotko sfokusirovannoe vozbuzhdenie v kolonke nejronov tektuma vmeste s obshirnym podavleniem udalyonnyh tektalnyh nejronov FunkciiV istorii issledovanij opticheskogo tektuma bylo neskolko seryoznyh sdvigov ili etapov v ponimanii obshej roli etoj struktury Primerno do 1970 goda bolshinstvo issledovanij tektuma provodilos na nemlekopitayushih rybah lyagushkah pticah u kotoryh tektum yavlyaetsya dominiruyushej strukturoj poluchayushej i obrabatyvayushej informaciyu ot glaz Togda obshim mneniem bylo chto tektum yavlyaetsya osnovnym vizualnym centrom dlya mozga nemlekopitayushih i sootvetstvenno uchastvuet v ochen shirokom spektre povedeniya dlya podobnyh vidov V period s 1970 h do 1990 h issledovanie nejronnyh impulsov u mlekopitayushih bolshej chastyu obezyan bylo sosredotocheno v osnovnom na roli verhnego dvuholmiya v kontrole dvizhenij glaz I eto napravlenie issledovanij stalo nastolko dominirovat v nauchnoj literature chto sformirovalo mnenie o verhnem dvuholmii kak budto kontrol dvizhenij glaz yavlyaetsya ego edinstvennoj osnovnoj funkciej dlya mlekopitayushih Etot vzglyad do sih por nahodit otrazhenie dazhe vo mnozhestve sovremennyh uchebnikov Odnako v konce 1990 h godov v eksperimentah gde golova zhivotnyh ne byla zhyostko zakreplena bylo yasno pokazano chto VD na samom dele iniciiruet povorot vzglyada sostoyashij kak pravilo i iz povorota golovy i iz sobstvenno dvizheniya glaz a ne tolko poslednego Eto otkrytie probudilo interes k povtornomu issledovaniyu vsego spektra funkcij verhnego dvuholmiya i privelo k izucheniyu ego multisensornoj integracii v samyh razlichnyh situaciyah dlya raznyh vidov zhivotnyh Tem ne menee do sih por rol VD v kontrole povorota glaz izuchena i ponimaetsya gorazdo glubzhe vseh ego ostalnyh funkcij Povedencheskie eksperimenty pokazali chto VD hotya i ne yavlyaetsya neobhodimoj strukturoj dlya raspoznavaniya obrazov no igraet kriticheskuyu rol v napravlenii povedeniya na opredelyonnyj obekt i mozhet obespechivat etu funkciyu dazhe pri otsutstvii kory mozga Tak koshki s obshirnym povrezhdeniem vizualnoj kory hotya i ne mogli raspoznat obekty tem ne menee vse ravno mogli sledovat i orientirovatsya na dvizhushijsya stimul no gorazdo medlennee chem obychno Esli pri etom u nih byla udalena odna polovinka VD to oni postoyanno kruzhili v storonu protivopolozhnuyu udalyonnoj chasti VD i kompulsivno orientirovalis na obekty raspolozhennye v etoj oblasti Odnako im eto ne udavalos sdelat s obektami v drugoj storone ot nih Etot deficit funkcij postepenno umenshalsya so vremenem no nikogda ne ischezal polnostyu Dvizheniya glaz Dlya primatov sredi vseh dvizhenij glaz mozhno vydelit neskolko tipov fiksaciya pri kotoroj glaza napravleny na nepodvizhnyj obekt i dvizheniya glaz sovershayutsya tolko dlya kompensacii dvizhenij golovy plavnoe sledovanie pri kotorom glaza postoyanno sleduyut za dvizhushimsya predmetom sakkady pri kotoryh glaza ochen bystro pereprygivayut s odnogo napravleniya na drugoe i navedenie kogda glaza sdvigayutsya odnovremenno v protivopolozhnyh napravleniyah osushestvlyaya edinoe binokulyarnoe zrenie obektov na opredelyonnom udalenii Verhnee dvuholmie uchastvuet vo vseh etih dvizheniyah odnako ego rol v osushestvlenii sakkadnyh dvizhenij izuchena naibolee polno Kazhdaya lateralnaya polovinka verhnego dvuholmiya soderzhit v svoih sloyah dvumernuyu kartu predstavlyayushuyu polovinu zritelnogo polya Pri etom zritelnaya yamka setchatki fovea region maksimalnoj chuvstvitelnosti glaza predstavlena na rostralnoj chasti karty a periferiya zreniya na eyo kaudalnoj chasti Dvizheniya glaz vyzyvayutsya aktivnostyu v glubokih sloyah VD Vo vremya fiksacii vzglyada nejrony v rostralnoj chasti VD zone zritelnoj yamki vse vremya tonicheski aktivny Vo vremya plavnogo sledovaniya vozbuzhdayutsya nejrony na nebolshom rasstoyanii ot rostralnoj chasti karty VD chto privodit k nebolshim dvizheniyam glaz Pri sakkadah vozbuzhdayutsya nejrony v regionah predstavlyayushih tochku kuda budet napravlena sakkada I pryamo pered eyo osushestvleniem aktivnost etih nejronov bystro narastaet i umenshaetsya vo vseh ostalnyh chastyah VD Pri etom tochka celi sakkady predstavlena dovolno shirokim holmom aktivnosti nejronov kotoryj zahvatyvaet sushestvennuyu chast karty dvuholmiya a vershina etogo holma kak raz i oboznachaet celevuyu tochku sakkady Takzhe VD predstavlyaet na svoih kartah cel dlya povorota chasti ili vsego tela no pohozhe chto pri etom ono ne zadayot kakim imenno sposobom budet osushestvleno eto dvizhenie Posleduyushaya dekompoziciya takogo dvizheniya na povorot golovy i na povorot glaz a takzhe konkretnaya traektoriya dvizheniya glaz vo vremya sakkady zavisit ot obrabotki signalov ot VD v posleduyushih motornyh centrah mehanizm kotoroj sejchas ne sovsem ponyaten Odnako nezavisimo ot togo kak iniciiruetsya ili vypolnyaetsya konkretnoe dvizhenie VD vsegda kodiruet ego konechnuyu cel v retinotopicheskih koordinatah To est pattern aktivacii VD zadayot trebuemyj sdvig ot tekushego napravleniya glaz nezavisimo ot ih polozheniya Sushestvuyut raznye mneniya naschyot togo uchastvuet li VD neposredstvenno v upravlenii dvizheniyami glaz libo zhe polnostyu ostavlyaet eto drugim strukturam libo aktivno uchastvuet tolko v ispolnenii sakkad V 1991 godu Munos Munoz s kollegami poluchili dannye chto vysheopisannyj holm aktivnosti nejronov VD postepenno prodvigaetsya vo vremya ispolneniya sakkady postoyanno otobrazhaya izmenyayushijsya ugol do eyo celi Odnako sejchas dominiruet tochka zreniya chto hotya holm i sdvigaetsya nemnogo vo vremya sakkady odnako eto ne proishodit plavno i proporcionalno kak predskazyvala pervonachalnaya gipoteza dvizhushegosya holma Ishodyashie ot motornyh sloyov VD signaly idut ko mnozhestvu yader srednego i stvola mozga gde transformiruyutsya iz kodov celevogo otkloneniya ispolzuemyh v VD v kody chastoty ispolzuemye v motornyh nejronah glaz Dalnejshee dvizhenie glaz osushestvlyaetsya shestyu ih muskulami organizovannymi v tri ortogonalnye pary Takim obrazom poluchaetsya chto v samom konce dvizheniya glaz kodiruyutsya v obychnyh dekartovyh koordinatah Hotya VD poluchaet ochen moshnye nejronnye vhody ot setchatki glaz u primatov ono nahoditsya po bolshej chasti pod kontrolem kory mozga kotoraya soderzhit v sebe neskolko oblastej svyazannyh s zadaniem i korrekciej konkretnyh dvizhenij glaz Naprimer frontalnye glaznye polya frontal eye fields FEF chast motornoj kory takzhe uchastvuet v generacii namerennyh sakkad glaz a prilegayushaya k nim oblast dopolnitelnye glaznye polya additional eye fields AEF uchastvuyut v organizacii grupp sakkadnyh dvizhenij v celostnye posledovatelnosti Temennye glaznye polya pariental eye fields PEF raspolozhennye eshyo blizhe k zatylku uchastvuyut v osnovnom v refleksivnyh sakkadah sovershaemyh v otvet na izmeneniya v zritelnom pole Vizualnye signaly prihodyat tolko v verhnie sloi VD togda kak ego srednie sloi poluchayut takzhe audialnye i somatosensornye signaly i podklyucheny v svoyu ochered ko mnogim somatomotornym centram i oblastyam mozga V nastoyashij moment polagayut chto dvuholmie v celom prednaznacheno dlya orientacii golovy i glaz na chto to chto bylo uvideno ili uslyshano RazlichiyaLetuchie myshi Kak pokazali eksperimenty so stimulyaciej tochek tektuma letuchih myshej oni mogut vyzyvat ne tolko celenapravlennyj povorot golovy i glaz v zadannom napravlenii no i povorot ushej a takzhe v nekotoryh sluchayah celenapravlennyj eholokacionnyj impuls v etom napravlenii Zmei Dlya zmej kotorye mogut vosprinimat infrakrasnoe teplovoe izluchenie takih kak pitony i gremuchie zmei ukazannye nejronnye signaly peredayutsya v srednie sloi ih tektuma estestvenno ne cherez opticheskij trakt a cherez trojnichnyj nerv Vsya ostalnaya obrabotka signalov polnostyu analogichna sluchayu vizualnoj informacii vklyuchaya iniciaciyu povorota golovy i ataki broska 27 Sm takzheLateralnoe kolenchatoe telo Srednij mozgDopolnitelnye risunkiPoverhnostnyj srez stvola mozga Vid sboku Srez stvola mozga Vid sboku Glubokij srez stvola mozga Vid sboku Poperechnyj razrez srednego mozga na urovne verhnego dvuholmiya Stvol srednij mozg i talamus cheloveka Vid szadi PrimechaniyaWallace et al 2005 Lunenburger et al 2001 Kustov amp Robinson 1996 Maximino 2008 Northcutt 2002 Grillner 2003 Saitoh et al 2007 Ulanovsky amp Moss 2008 Valentine amp Moss 1997 Huerta amp Harting 1984 Clemo amp Stein 1984 Chavalier amp Mana 2000 Krasnoshekova 2007 Illing 1996 Mana amp Chevalier 2001 Li Xiao Wang 2007 Sprague 1996 Sparks amp Gandhi 2003 Klier et al 2001 Munoz et al 1991 Soetedjo et al 2002 Pierrot Deseilligny et al 2003 Klier et al 2003 Krauzlis et al 2004 Sparks 1999SsylkiKrasnoshekova E I Modulnaya organizaciya nervnyh centrov 2 e izd SPb Izd vo SPbGU 2007 S 87 102 130 s Clemo HR Stein B E Topographic organization of somatosensory corticotectal influences in cat angl angl journal 1984 Vol 51 no 5 P 843 858 PMID 6726314 Chevalier G Mana S Honeycomb like structure of the intermediate layers of the rat superior colliculus with additional observations in several other mammals AChE patterning angl angl journal 2000 Vol 419 no 2 P 137 153 doi 10 1002 SICI 1096 9861 20000403 419 2 lt 137 AID CNE1 gt 3 0 CO 2 6 PMID 10722995 Dean P Redgrave P Westby G W Event or emergency Two response systems in the mammalian superior colliculus angl angl journal 1989 Vol 12 no 4 P 137 147 doi 10 1016 0166 2236 89 90052 0 PMID 2470171 Grillner S The motor infrastructure from ion channels to neuronal networks angl Nat Rev Neurosci journal 2003 Vol 4 no 7 P 573 586 doi 10 1038 nrn1137 PMID 12838332 Hartline PH Kass L Loop M S Merging of modalities in the optic tectum infrared and visual integration in rattlesnakes angl Science journal 1978 Vol 199 no 4334 P 1225 1229 doi 10 1126 science 628839 PMID 628839 Huerta MF Harting J K Comparative Neurology of the Optic Tectum angl Vanegas H New York Plenum Press 1984 P 687 773 ISBN 9780306412363 Illing R B The mosaic architecture of the superior colliculus neopr Prog Brain Res 1996 T 112 S 17 34 doi 10 1016 S0079 6123 08 63318 X PMID 8979818 King AJ Schnupp JWH Carlile S Smith A L Thompson I D The development of topographically aligned maps of visual an auditory space in the superior colliculus angl Prog Brain Res journal 1996 Vol 112 P 335 350 doi 10 1016 S0079 6123 08 63340 3 PMID 8979840 Klier EM Wang H Crawford J D The superior colliculus encodes gaze commands in retinal coordinates angl Nat Neurosci journal 2001 Vol 4 no 6 P 627 632 doi 10 1038 88450 PMID 11369944 Klier E Wang H Crawford D Three dimensional eye head coordination is implemented downstream from the superior colliculus angl angl journal 2003 Vol 89 no 5 P 2839 2853 doi 10 1152 jn 00763 2002 PMID 12740415 Krauzlis R Liston D Carello C Target selection and the superior colliculus goals choices and hypotheses angl angl journal 2004 Vol 44 no 12 P 1445 1451 doi 10 1016 j visres 2004 01 005 PMID 15066403 Kustov A Robinson D Shared neural control of attentional shifts and eye movements angl Nature journal 1996 Vol 384 no 6604 P 74 77 doi 10 1038 384074a0 PMID 8900281 Lane RH Allman J M Kaas J H Miezin F M The visuotopic organization of the superior colliculus of the owl monkey Aotus trivirgatus and the bush baby Galago senegalensis angl angl journal 1973 Vol 60 no 2 P 335 349 doi 10 1016 0006 8993 73 90794 4 PMID 4202853 Lunenburger L Kleiser R Stuphorn V Miller L E Hoffmann K P A possible role of the superior colliculus in eye hand coordination angl Prog Brain Res journal 2001 Vol 134 P 109 125 doi 10 1016 S0079 6123 01 34009 8 PMID 11702538 Mana S Chevalier G Honeycomb like structure of the intermediate layers of the rat superior colliculus afferent and efferent connections angl angl journal Elsevier 2001 Vol 103 no 3 P 673 693 doi 10 1016 S0306 4522 01 00026 4 PMID 11274787 Maximino C Soares Daphne Evolutionary changes in the complexity of the tectum of nontetrapods a cladistic approach angl PLOS One journal Soares Daphne 2008 Vol 3 no 10 P e385 doi 10 1371 journal pone 0003582 PMID 18974789 PMC 2571994 Munoz DP Pelisson D Guitton D Movement of activity on the superior colliculus motor map during gaze shifts angl Science journal 1991 Vol 251 no 4999 P 1358 1360 doi 10 1126 science 2003221 PMID 2003221 Northcutt R G Understanding vertebrate brain evolution angl angl journal Oxford University Press 2002 Vol 42 no 4 P 743 746 doi 10 1093 icb 42 4 743 PMID 21708771 Pettigrew J D Flying primates Megabats have the advanced pathway from eye to midbrain angl Science journal 1986 Vol 231 no 4743 P 1304 1306 doi 10 1126 science 3945827 PMID 3945827 Pierrot Deseilligny C Muri R M Ploner C J Gaymard B Rivaud Pechoux S Cortical control of ocular saccades in humans a model for motricity angl Prog Brain Res journal 2003 Vol 142 P 3 17 doi 10 1016 S0079 6123 03 42003 7 PMID 12693251 Saitoh K Menard A Grillner S Tectal control of locomotion steering and eye movements in lamprey angl angl journal 2007 Vol 97 no 4 P 3093 3108 doi 10 1152 jn 00639 2006 PMID 17303814 Soetedjo R Kaneko C R Fuchs A F Evidence against a moving hill in the superior colliculus during saccadic eye movements in the monkey angl angl journal 2002 Vol 87 no 6 P 2778 2789 PMID 12037180 Sparks D L Conceptual issues related to the role of the superior colliculus in the control of gaze angl Curr Op Neurobiol journal 1999 Vol 6 no 6 P 698 707 doi 10 1016 S0959 4388 99 00039 2 PMID 10607648 Sparks DL Gandhi N J Single cell signals an oculomotor perspective neopr Prog Brain Res 2003 T 142 S 35 53 doi 10 1016 S0079 6123 03 42005 0 PMID 12693253 Sprague J M Neural mechanisms of visual orienting responses neopr Prog Brain Res 1996 T 112 S 1 15 doi 10 1016 S0079 6123 08 63317 8 PMID 8979817 Stein BE Clamman H P Control of pinna movements and sensorimotor register in cat superior colliculus angl angl journal 1981 Vol 19 no 3 4 P 180 192 doi 10 1159 000121641 PMID 7326575 Ulanovsky N Moss C F What the bat s voice tells the bat s brain angl Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America journal 2008 Vol 105 no 25 P 8491 8498 doi 10 1073 pnas 0703550105 PMID 18562301 PMC 2438418 Valentine D Moss C F Spatially selective auditory responses in the superior colliculus of the echolocating bat angl angl journal 1997 Vol 17 no 5 P 1720 1733 PMID 9030631 Li Da Peng Qian Xiao Shu Rong Wang Feedforward Construction of the Receptive Field and Orientation Selectivity of Visual Neurons in the Pigeon angl Cerebral Cortex journal 2007 Vol 17 no 4 P 885 893 doi 10 1093 cercor bhk043 Valentine Doreen E Shiva R Sinha Cynthia F Moss Orienting responses and vocalizations produced by microstimulation in the superior colliculus of the echolocating bat Eptesicus fuscus angl angl journal 2002 Vol 188 no 2 P 89 108 PMID 11919691 nedostupnaya ssylka Wallace MT Meredith M A Stein B E Multisensory integration in the superior colliculus of the alert cat angl angl journal 1998 Vol 80 no 2 P 1006 1010 PMID 9705489





