Kognitivni procesi Neuralni Korelati

5/26/2018 Kognitivni procesi Neuralni Korelati

1/46

Neuralne osnove kognitivnihprocesa i funkcija

Neuralne osnove

kognitivnih procesa i funkcija

as 12


2/46

Dva kljuna pitanja o neuralnim osnovama

as 12

Povezanost funkcije i odredjene zone u mozgu?

Ukoliko se uspostavi ovakva povezanost, mogla bi se uspostaviti vezaizmedju funkcije i njene neuralne osnove.

Specifinosti neuralne arhitekture i neuralnih interakcija koje seispoljavaju kao specifinosti funkcija i procesa?

Da li iz specifinosti neuralne arhitekture i neuralnih interakcija moguda se izvedu razliiti kognitivni procesi.


3/46

Redukcionizam

as 12

Svoenje razliitih prirodnih fenomena pod jedan zakon.

Maksvelov zakon elektromagnetizma Pokuaj objanjenja regularnosti na molarnom nivou procesima koji se

odigravaju na molekularnom nivou. Izvesti pravilnosti na nivou ponaanja na osnovu deavanja na neuralnom

nivou. Problem:

ta je odgovarajui nivo molarnosti?

Pojedinana

elija?

Interakcija veeg broja elija?


4/46

Istorijski pregledneuropsiholokih istraivanja

as 12

Kraj XVIII veka: poetak sistematskih istraivanja bioloke osnove

psihikih procesa. Osnovno pitanje

Da li mozak funkcionie kao celovit sistem, ili su za obavljanje pojedinihpsihikih funkcija odgovorne specijalizovane zone u mozgu?

Lokalizacionistiki pristup Mozak je funkcionalno izdiferenciran

Pojedine zone su specijalizovane za obavljanje odreenih funkcija.

Holistiki pristup Obavljanje pojedinih funkcija je zasnovano na interaktivnim procesima koji

se odvijaju u svim delovima mozga.


5/46

Franc Jozef GalPrva jasno formulisana lokalizacionistika teorija

as 12

ovek poseduje uroene moralne i intelektualne kvalitete.

fakultete (sposobnosti) tendencije (motive)

oseanja (emocije).

Mozak organ svih fakulteta i oseanja sastoji se od veeg broja specijalizovanih organa

svaki organ odgovoran za posebne mentalne sposobnosti

ima onoliko organa koliko ima fakulteta, tendencija i oseanja. Blisko dananjem lokalizacionistikom stavu da su za pojedine psihike

funkcije odgovorne odreene zone u mozgu.


6/46

Dobra intuicija, ali dovela do zablude:Kraniologija

as 12

Potraga za empirijskom potvrdom

Pretpostavka: razvijenost odre

enih sposobnostipraena je razvijenou odgovarajuih organa.

Kranioskopija metod utvrivanjarazvijenosti sposobnosti na osnovu

oblika lobanje i kranijalnih izboina.

Precizna funkcionalna topografija mozga

27 organa (19 zajedniih ljudima i ivotinjama).


7/46

Funkcije proizvoljno odabrane...

as 12

Dobroudnost Izraena Neizraena

Individualnost

Izraena Neizraena


8/46

purchajm

as 12

Uvodi

sedam novih funkcija nova imena nekih funkcija

hijerarhiju funkcija

nie (ljudi i ivotinje) okcipitalni reanj

vie (ljudi) frontalni reanj.

Novi naziv

Fiziognomija Frenologija


9/46

Fiziognomija danas

as 12

Pseudonauka

Proglaena za arlatanstvo Nestaje sa scene sredinom XX veka


10/46

Flurans - prvi empirijski nalazu prilog holistikom pristupu

as 12

Eksperimenti sa pticama

Lezije u razliitim delovima mozgane dovode do razliitih simptoma.

Ptice se oporavljaju u kratkom roku.

Zakljuak:Ponaanje uslovljeno angaovanjem celokupnog mozga.


11/46

Leli - dodatni empirijski nalaziu prilog holistikom pristupu

as 12

Eksperimenti sa pacovima sistematsko odstranjivanje odreenih delova

mozga i praenje posledica leuzija na uenje.

Odstranjivanje modane mase u odreenoj zoni nije praeno selektivnimoteenjem funkcija.

Koliina odstranjene mase direktno proporcionalna slabljenju uspeha uuenju.

Problem:Eksperimenti su izvedeni na ivotinjama.


12/46

Dekson - empirijski nalaziprotiv holistikih ideja

as 12

Zakonomerna veza izmeu dela mozga koji je zahvaen epileptinim

napadom i grenja odreenih delova tela.

Zakljuak:

Pojedine zone u mozgu odgovorne su za kontrolu odreenih delova tela.Topografska organizacija korteksa!

U skladu sa osnovnim idejama lokalizacionizma.

Dekson nije zauzeo jasan stav.


13/46

Empirijski nalazi u priloglokalizacionistikom pristupu: Jezika funkcija

as 12

XIX vek opisivanje govornih poremeaja do kojih je dolo usled

povrede mozga. Bujo

Oteenje govora povezano sa povredama frontalnog dela mozga.

Nije primetio da su svi pacijenti imali povredu u levoj hemisferi!

Daks Prvi ukazuje na to da su jezike funkcije lokalizovane u levoj modanoj

hemisferi.

Uvoenje ideje o hemisfernoj specijalizaciji.


14/46

Broka

as 12

Sluaj Tan

Pacijent nije u stanju da govori(jedina retan)

Ostale funkcije neoteene.

Pacijent imao oteenje donjeg dela

frontalnog renja leve modane hemisfere ikontralateralno oteenu motoriku.

Tanov mozak

Zakljuak:Ovaj deo mozga je

odgovoran za sve aspekteartikulisanog govora.


15/46

Broka

as 12

Prva jasna slika o lokalizaciji govorne funkcije

Danas Brokaova zona

donji deo frontalnog renjaleve modane hemisfere.

Brokaova afazija

poremeaj jezike funkcije

do kojeg dolazi usled povrede ove zone.

Danas znamo da Broka nije bio u potpunosti u pravu!


16/46

Vernike

as 12

Sluaj pacijenta koji je

bio u stanju da govori reenice gramatine, ali bez smisla

tekoe sa razumevanjem rei.

Pacijent imao oteenje zadnjeg delatemporalnog renja leve modane hemisfere.

Zakljuak:

Ovaj deo mozga jeodgovoran za razumevanjeznaenja rei i reenica.


17/46

Vernike

as 12

Ukazuje na mogunost finije funkcionalne diferencijacije leve

modane hemisfere u podledu jezike funkcije. Danas

Vernikeova zona

zadnji deo temporalnog renjaleve modane hemisfere.

Vernikeova afazija

poremeaj jezike funkcijedo kojeg dolazi usled povrede ove zone.


18/46

Znaaj Brokaovih i Vernikeovih nalaza

as 12

Agramatizam

Neartikulisan govor Ouvano razumevanje

Ouvano manipulisanjegramatikom informacijom

Ouvana sposobnostartikulacije

Oteeno manipulisanjesemantikim informacijama

Funkcionalna razlika izme

uleve i desne hemisfere.

Selektivno oteenje jezikih funkcijau zavisnosti od lokacije lezije.


19/46

2. Funkcionalna specijalizacijai neuralna arhitektura

as 12

Da li je priroda funkcija povezana sa specifinostima neuralne

arhitekture? Da li se zone u mozgu koje su odgovorne za neke funkcije razlikuju na

neuralnom planu? DA Priroda funkcije je povezana sa specifinostima elije.

elija je nivo na kojem treba prouavati neuralne osnove. NE Lokalizacija funkcije je posledica specifinih neuralnih interakcija.

elija nije adekvatan nivo molarnosti.


20/46

Prouavanje prirode neuralnog tkiva

as 12

Kraj XIX veka, sukob dve teorije

Retikularna teorija Goldi Razvio tehniku odslikavanja

Nervno tkivo je sastavljeno od mree nervnih vlakana

kroz koje se provode impulsi. Neuronska teorija

Ramon i Kahal

Nervno tkivo je sastavljeno od diskretnih elija (neurona)

koji su anatomski i funkcionalno razliiti. Neuron osnovna jedinica nervnog sistema.

Zakon dinamike polarizacije osnovni mehanizam neuralnihveza elije primaju informaciju preko tela neurona i dendrita,

provodei ih u jednom pravcu do zavretka aksona.


21/46

Brodman

as 12

Precizna topografija zona u mozgukoje se razlikuju po svojoj citoarhitekturi.

47 zona

etiri grupe Vizuelna percepcija

Auditivna percepcija Telesne senzacije

Motorika

Svaka grupa se dalje deli na primarna,sekundarna, a negde i tercijarna polja.

Prvi korak ka uspostavljanju vezeizmeu citoarhitekture i prirode funkcije.

http://braininfo.rprc.washington.edu/scripts/indexotheratlas.aspx?othersiteID=1045244870


22/46

Novija istraivanja modanih funkcija

as 12

Ranije

Kliniki sluajevi praenje veze izmeu mesta lezije i vrste oteenja. Vada test grube informacije o lokalizaciji.

Danas Tehnike neuroodslikavanja, nauna revolulcija

Direktno praenje aktivacije pojedinih zona u mozgu tokom obavljanjarazliitih vrsta zadataka.

Potvrdile pretpostavku o funkcionalnoj diferencijaciji mozga.

Dale precizniju sliku o lokalizaciji pojedinih funkcija. Informacije o simultanoj aktivaciji odreenih zona pri obavljanju

odreenih vrsta zadataka provera modela kognitivnog funkcionisanja.


23/46

Pregled tehnika

as 12

http://www.brainmap.org/

Tehnike ispitivanja na oteenom mozgu

Studije sluaja Transkranijalna magnetna stimulacija

Tehnike ispitivanja na neoteenom mozgu Elektrofizioloke tehnike

Snimanje aktivnosti pojedinanih neurona Elektroencefalografija Magnetoencefalografija

Strukturalno i funkcionalno neuroodslikavanje Pozitronska emisiona tomografija Funkcionalna magnetna rezonanca


24/46

Neuralne osnove prepoznavanja objekata,panje i operativne memorije

Neuralne osnove

kognitivnih procesa i funkcija

as 12


25/46

Prepoznavanje objekata

as 12

Dve faze:

elementi ulnih podataka se integriu u kompleksnije celine,

integrisana celina se prosledjuje u dugotrajnu memoriju gde joj sepridaje smisao/znaenje.


26/46


as 12

Naglasak na prvoj fazi: Selfridova teorija detekcije odlika

strukturalne teorije prepoznavanja oblika, Erving Biderman (geoni).

Naglasak na drugoj fazi: model prototipa.

Svi polaze od pretpostavke da je u pitanju proces koji se odvija unekoliko faza.

Evaluacija: kroz raunarske simulacije ili u okviru eksperimenata.

Kljuno pitanje: da li je na neuralnom planu mogue identifikovati razliite faze

prepoznavanja objekata (sloaja),

ako jeste, koje zone u mozgu su odgovorne za ove procese.


27/46

Prepoznavanje oblika Hjubel i Vizel

Neuroni specijalizovani za detektovanje linija razliitih orijentacije ilokaliteta.

as 12


28/46


as 12

Detektovani neuroni specijalizovani za

detektovanje uglova elija ija je maksimalna aktivacija registrovana prilikom

prikazivanja sloenih stimulusa

lice ili ljudska aka.


29/46


as 12

Integracija elemenata sloaja ima svoj korelat u hijerarhijskom

ustrojstvu na neuralnom planu.

Gnostike jediniceelije specijalizovane

za registrovanjepojedinanih objekata

ili odreene klaseobjekata.

elije koje detektujulinije odreene orjentacije

elije koje detektujusloenije konfiguracije

elije koje detektujupojedinane objekte


30/46


as 12

Gnostike jedinice

neekonomian pristup po elija za svaki objekat podloan grekama zbog spontane aktivacije elija

izumranje elija gubljenje mogunosti prepoznavanja objekta

nemogunost prepoznavanja novih objekata objekata za koje nepostoje gnostike jedinice.


31/46

Alternativni pristup

as 12

Prepoznavanje objekata je rezultat aktivacije veeg broja elija od

kojih svaka detektuje neki od aspekata objekta.

Hipoteza neuralnog ansambla

Prepoznavanje objekata je rezultat kompozitne aktivacije veegbroja neurona ija interakcija omoguava ispravnu identifikaciju.


32/46

Kliniki nalazi Povrede mozga mogu da dovedu do poremeaja u prepoznavanju

objekata koji se manifestuju u razliitim ulnim modalitetima.

Ne postoji oteenje na nivou receptora, percepcija je ouvana, aporemeaj je centralnog porekla.

Aperceptivne i asocijative agnozije aperceptivne agnozije zahvataju rane faze obrade,

asocijativne agnozije se manifestuju kao nemogunost pridavanjasmisla veoformljenom perceptu.

as 12


33/46

Aperceptivne vizuelne agnozije Povod: lezije, anoksije, trovanja ugljen-monoksidom.

Posledica: nemogunost formiranja odgovarajueg percepta(nemogumost da se objekat vidi kao smisaona celina).

Dijagnostikovanje: Test nedovrenih slova, Golinov test sa slikama

(nedvosmisleno utvrdjivanje da nije oteena vizuelnapercepcija, i da nije u pitanju asocijativna vizuelna agnozija).

Lokalizacija: povreda parijetalnog renja desne hemisfere.

as 12


34/46

Klinika slika:

slab uspeh na testovima diskriminacije oblika vizuelnog usaglaavanja precrtavanja drugim vizuelnim testovima.

tekoe u prepoznavanju crtea ili fotografije objekta(premda je postignue na testu diskriminacije oblika relativno zadovoljavajue) .

tekoa u prepoznaju poznatog objekta prikazanog iz neobineperspektive (deficit vezan za konstantnost objekta).

Aperceptivne vizuelne agnozije

as 12


35/46

Crte ljudske figurepacijenta sadijagnozom integrativne agnozije

Aperceptivne vizuelne agnozije Integrativna agnozija: osoba nije u stanju da integrie elemente

sloenog sklopa u smisaonu celinu nemogunost prepoznavanja delimino zaklonjenog objekta.

as 12


36/46

Neuralni korelati panje Modeli erija, Brodbenta, Trizmanove

Da li su procesi selekcije inicijalno locirani u ranim ili poznijim fazamakognitivne obrade Teorije rane selekcije Teorije pozne selekcije.

Bez nedvosmislenog odgovora.

Neuroloka ispitivanja procesa panje bi mogla delimino da razree

ovu dilemu.

as 12


37/46

Da li je efekte selektivne panje pri auditivnoj percepciji mogue

registrovati i na neuralnom planu? EEG tehnika:

ispitaniku se zadaje specifian zadatak

eksploratornie elektrode vezanih za poligraf registrovanje elektrine aktivnosti u mozgukoja se manifestuje kao serija talasa razliitihfrekvenci i amplituda

uproseavanjem ve

eg broja zapisa,izdvaja se signal u obliku vee ili manje amplitude

auditivni N1 potencijal (auditivna stimulacija).

Neuralni korelati panje

as 12


38/46

Hilijard emitovanje stimulusa dihotiki na levi i desni kanal ispitanik treba da obrati panju na jedan kanal.

N1 amplituda sa praenog kanala

N1 amplituda sa priguenog kanala

0 100 200 ms

N1 amplituda dostigla svoj maksimumposle 90 ms (u okviru Brodbentovog

modela odvija u baferu ili na samomizazu iz bafera).

LOKALIZACIJA?


as 12


39/46

Nove tehnike pokazale:

do rane selekcije dolazi veposle 2050 ms od trenutkaprikazivanja stimulusa

proces se odigrava u auditivnom korteksu.


as 12


40/46

Vizuelno prikazivanje stimulusa

P1

400 ms

t=0

praena strana

zanemarena strana

7090 ms


LOKALIZACIJA?

as 12


41/46

Lokacija u zavisnosti od pozicije stimulusa na koji se obraa panja:

Kontralateralna strana okcipitalnog renja!


as 12


42/46

Bedlijev model

elis i Voringtonova

pacijent s oteenjem leve hemisfere

u predelu Silvijeve brazde redukcija kapaciteta OM

normalne rezultate u uenju, pamenju irazumevanju (nemogue po modelu A&S).

Neuralni korelati operativne memorije

as 12


43/46

40. Brodmanovo polje

Povrede dovode do poremeaja fonololog aspekta OM: redukovan kapacitet OM za verbalni materijal smanjena mogunost reprodukcije.

as 12

12


44/46

Povreda dovodi do smanjene mogunosti obnavljanja verbalnogmaterijala u OM.

44. Brodmanovo polje

as 12

12


45/46

Zadravanje i obnavljanje verbalnog materijala u fonolokoj petlji se

mogu locirati u razliitim zonama mozga (40. i 44. Brodmanovo polje). U okviru Bedlijevog modela

oteene 2 razliite funkcije fonoloke petlje: za zadravanje i zaobnavljanje verbalnog materijala

=> razlika postoji ne samo na nivou funkcije vei na neuralnom nivou.

Koji su to aspekti percepcije i produkcije govora poremeeni oteenjem

funkcija artikulacione petlje koji nisu detektovani uobiajenim testovimagovorne produkcije i percpecije?

Na ovo pitanje jo nemamo odgovor.


as 12

12


46/46

Druga komponenta: vizuelno-spacijalna matrica zadravanje i obnavljanje slikovnog materijala.

Povrede parijeto-okcipitalnog dela obe modane hemisfere poremeaja u sposobnosti zadravanja i reprodukcije vizuelnog

materijala, povreda u desnoj hemisferi je praena izraenijim deficitom.

vizuelno-spacijalana

matrica

fonolokapetlja

centralniizvrilac


as 12

Documents

Kognitivni procesi Neuralni Korelati