Neuronale Struktur

Neuronale Implementierung der Objekterkennung
1982 postulierten Leslie Ungerleider und Mortimer Mishkin zwei anatomisch unterschiedliche und
funktionell spezialisierte kortikale Projektionssysteme zur Verarbeitung visueller Eindrücke, die im
primären visuellen Kortex (Area striata, BA17, auch V1 genannt) des Okzipitallappens ihren Ursprung
nehmen: ein dorsales okzipitoparietales Projektionssystem, das sich über die visuellen
Assoziationsareale des Parietallappens erstreckt, und ein ventrales okzipitotemporales, das die
visuellen Areale des Temporallappens einbezieht. Beide Projektionssysteme unterhalten
wechselseitige Verbindungen mit einer Reihe limbischer Strukturen und dem präfrontalen Kortex, wo
Information von verschiedenen Sinnesmodalitäten integriert wird. Auf der Basis von experimentellen
Läsionen an Affen schlugen Ungerleider und Mishkin vor, dass das dorsale Projektionssystem für die
Verarbeitung von Bewegungsinformation und die räumliche Orientierung zuständig sei, während das
ventrale System Information zur Erkennung visueller Objekte verarbeite. Später bestätigten
funktionelle bildgebende Untersuchungen die Existenz dieser funktionellen Dissoziation auch im
visuellen System des Menschen (Haxby et al. 1991).
Der inferotemporale (IT) Kortex wird für die Endstrecke des ventralen Verarbeitungssystems
gehalten, das der visuellen Objekterkennung dient.
Neuronale Struktur
Der inferiore temporale Kortex (IT-Kortex) wird auf der Basis anatomischer und funktionaler Kriterien
in zwei Hauptbestandteile unterteilt. Der posteriore Teil des IT-Kortex besteht aus dem Areal TEO,
der anteriore Teil des IT-Kortex aus dem Areal TE. Basierend auf zyto- und myeloarchitektonischen
Kriterien können 5 Unterabteilungen in Area TE unterschieden werden. Diese bilden mehr oder
weniger parallel angeordnete, rostrokaudal orientierte Sektoren. Unterschiedliche Zonen besitzen
Nervenzellen mit unterschiedlichen physiologischen Eigenschaften. TE erhält in erster Linie
Afferenzen aus der Area TEO sowie aus der Area V4 und projiziert sowohl zu den posterioren
visuellen Arealen als auch zu den polysensorischen Arealen des Temporal- und Frontallappens.
Basale Eigenschaften
Der posteriore Anteil des IT-Kortex (TEO) ist grob visuotop organisiert. Ähnlich wie die Zellen des
Areals V4 besitzen die Zellen in TEO rezeptive Felder von der Größe einiger weniger Winkelgrade
und antworten auf vergleichsweise einfache Reize. Im Gegensatz dazu besitzen die Zellen in TE
große rezeptive Felder, die immer die Fovea einschließen. Wenngleich diese Neurone auch noch
auf einfache Reize reagieren, hängt ihre Antwort oft von der Präsentation der gesamten
Konfiguration eines Stimulus ab. Einige Zellen zeigen eine unveränderliche Konfigurationsselektivität,
indem sie auf eine bestimmte Ansicht eines Objektes antworten, nicht aber auf isoliert präsentierte
Teile dieser Ansicht.
Der IT-Kortex verfügt über die komplette Maschinerie, die für die Bildung von Objektbeschreibungen
notwendig ist. Die Zellen antworten selektiv auf Stimulusattribute wie Farbe und Struktur, auf
einfache und komplexe Muster und auf komplexe natürliche Objekte wie Gesichter. Sie zeigen
darüber hinaus einen gewissen Grad an Invarianz gegenüber einer Translation des Reizes, einer
Veränderung seiner Größe oder Form, Letzteres in dem Sinne, dass Neurone auf eine bestimmte
Form antworten, unabhängig davon, ob diese Form durch Unterschiede in der Bildintensität, Farbe
oder Disparität determiniert ist.
Arbeitsauftrag
Erstellt ein Mind-Map zum inferotemporalen Kortex. Arbeitet dabei die unterschiedlichen KortexAreale heraus. Wo sind sie lokalisiert? Welche Eigenschaften haben sie?