Wat is laterale remming? Definitie en voorbeelden

Laterale remming is het proces waarbij gestimuleerde neuronen de activiteit van nabijgelegen neuronen remmen. Bij laterale remming worden zenuwsignalen naar naburige neuronen (zijdelings gepositioneerd ten opzichte van de geëxciteerde neuronen) verminderd. Laterale remming stelt de hersenen in staat om milieu-input te beheren en informatie-overbelasting te voorkomen. Door de werking van sommige zintuiglijke input te dempen en de werking van anderen te verbeteren, helpt laterale remming om onze zintuigperceptie van zicht, geluid, aanraking en geur te verbeteren.

Belangrijkste afhaalrestaurants: laterale remming

• Laterale remming omvat de onderdrukking van neuronen door andere neuronen. Gestimuleerde neuronen remmen de activiteit van nabijgelegen neuronen, waardoor onze zintuiglijke waarneming wordt verscherpt.
• Visuele remming verbetert de randperceptie en verhoogt het contrast in visuele beelden.
• Tactiele remming verbetert de perceptie van druk tegen de huid.
• Auditieve remming verbetert het geluidcontrast en verbetert de geluidsbeleving.

Neuron Basics

Neuronen zijn cellen van het zenuwstelsel die informatie uit alle delen van het lichaam verzenden, ontvangen en interpreteren. De belangrijkste componenten van een neuron zijn het cellichaam, axonen en dendrieten. Dendrieten strekken zich uit van het neuron en ontvangen signalen van andere neuronen, het cellichaam is het verwerkingscentrum van een neuron en axonen zijn lange zenuwprocessen die zich aan hun uiteinden aftakken om signalen naar andere neuronen over te brengen.

De geleiding van het actiepotentiaal over een gemyelineerd en een niet-gemyelineerd axon. Encyclopedie Britannica / UIG / Getty Images

Neuronen communiceren informatie via zenuwimpulsen of actiepotentialen. Zenuwimpulsen worden ontvangen bij neuronale dendrieten, passeren het cellichaam en worden langs het axon naar terminale takken gedragen. Hoewel neuronen zich dicht bij elkaar bevinden, raken ze elkaar niet, maar worden ze gescheiden door een opening die een synaptische kloof wordt genoemd. Signalen worden overgedragen van het pre-synaptische neuron naar het post-synaptische neuron door chemische boodschappers die neurotransmitters worden genoemd. Eén neuron kan verbindingen maken met duizenden andere cellen bij synapsen waardoor een enorm neuraal netwerk ontstaat. 

Hoe laterale remming werkt

Bij laterale remming werft de activering van een hoofdcel een interneuron aan, dat op zijn beurt de activiteit van omliggende hoofdcellen onderdrukt. Aangepast van werk van Peter Jonas en Gyorgy Buzsaki / Scholarpedia / CC BY-SA 3.0

Bij zijremming worden sommige neuronen sterker gestimuleerd dan andere. Een sterk gestimuleerd neuron (hoofdneuron) geeft prikkelende neurotransmitters af aan neuronen langs een bepaald pad. Tegelijkertijd activeert het sterk gestimuleerde hoofdneuron interneuronen in de hersenen die excitatie van lateraal geplaatste cellen remmen. Interneuronen zijn zenuwcellen die de communicatie tussen het centrale zenuwstelsel en motorische of sensorische neuronen vergemakkelijken. Deze activiteit creëert een groter contrast tussen verschillende stimuli en resulteert in een grotere focus op een levendige stimulus. Laterale remming treedt op in sensorische systemen van het lichaam, waaronder reuk-, visuele, tactiele en auditieve systemen.

Visuele remming

Laterale remming treedt op in cellen van het netvlies resulterend in verbetering van randen en verhoogd contrast in visuele beelden. Dit type zijremming werd ontdekt door Ernst Mach, die de nu bekende visuele illusie verklaarde Mach bands in 1865. In deze illusie verschijnen verschillend gearceerde panelen naast elkaar lichter of donkerder bij de overgangen ondanks uniforme kleur binnen een paneel. Panelen lijken lichter aan de rand met een donkerder paneel (linkerkant) en donkerder aan de rand met een lichter paneel (rechterkant).

Mach Bands. Auteursrecht - Evelyn Bailey

De donkere en lichtere banden bij de overgangen zijn er niet echt, maar zijn het resultaat van laterale remming. Retinale cellen van het oog die meer stimulatie ontvangen, remmen omliggende cellen in grotere mate dan cellen die minder intense stimulatie ontvangen. Lichtreceptoren die input ontvangen van de lichtere kant van de randen produceren een sterkere visuele respons dan receptoren die input ontvangen van de donkere kant. Deze actie dient om het contrast aan de randen te verbeteren en de randen meer uitgesproken te maken.

Gelijktijdig contrast is ook het gevolg van laterale remming. In gelijktijdig contrast beïnvloedt de helderheid van een achtergrond de perceptie van de helderheid van een stimulus. Dezelfde stimulus lijkt lichter tegen een donkere achtergrond en donkerder tegen een lichtere achtergrond.

De twee balken hebben overal dezelfde tint grijs, maar ze zien er aan de bovenkant (tegen een donkere achtergrond) lichter uit dan aan de onderkant (tegen een lichte achtergrond). Shi V, et al./PeerJ 1: e146 / CC BY 3.0  

In de bovenstaande afbeelding zijn twee rechthoeken van verschillende breedte en uniform van kleur (grijs) geplaatst tegen een achtergrond met een gradiënt van donker tot licht van boven naar beneden. Beide rechthoeken zien er aan de bovenkant lichter uit en aan de onderkant donkerder. Vanwege zijremming produceert licht van het bovenste gedeelte van elke rechthoek (tegen een donkere achtergrond) een sterkere neuronale reactie in de hersenen dan hetzelfde licht van de onderste delen van de rechthoeken (tegen een lichtere achtergrond).

Tactiele remming

Laterale remming treedt ook op bij tactiele of somatosensorische perceptie. Aanraaksensaties worden waargenomen door activering van neurale receptoren in de huid. De huid heeft meerdere receptoren die toegepaste druk voelen. Laterale remming verbetert het contrast tussen sterkere en zwakkere aanrakingssignalen. Sterkere signalen (op het contactpunt) remmen naburige cellen in grotere mate dan zwakkere signalen (perifeer ten opzichte van het contactpunt). Met deze activiteit kunnen de hersenen het exacte contactpunt bepalen. Delen van het lichaam met een grotere gezichtsscherpte, zoals de vingertoppen en de tong, hebben een kleiner receptief veld en een grotere concentratie van sensorische receptoren.

Auditieve remming

Men denkt dat zijremming een rol speelt bij het gehoor en de gehoorgang van de hersenen. Auditieve signalen reizen van het slakkenhuis in het binnenoor naar de auditieve cortex van de temporale lobben van de hersenen. Verschillende gehoorcellen reageren effectiever op geluiden op specifieke frequenties. Auditieve neuronen die meer stimulatie ontvangen van geluiden op een bepaalde frequentie, kunnen andere neuronen remmen die minder stimulatie ontvangen van geluiden op een andere frequentie. Deze remming in verhouding tot stimulatie helpt het contrast te verbeteren en de geluidsbeleving te verbeteren. Studies suggereren ook dat laterale remming sterker is van lage tot hoge frequenties en helpt bij het aanpassen van neuronactiviteit in het slakkenhuis.

bronnen

• Bekesy, G. Von. "Mach-bandtype zijremming in verschillende sense-organen." Het Journal of General Physiology, vol. 50, nee. 3, 1967, pp. 519-532., Doi: 10.1085 / jgp.50.3.519.
• Fuchs, Jannon L. en Paul B. Drown. "Tweepunts discrimineerbaarheid: verband met eigenschappen van het somatosensorische systeem." Somatosensorisch onderzoek, vol. 2, nee. 2, 1984, pp. 163-169., Doi: 10.1080 / 07367244.1984.11800556. 
• Jonas, Peter en Gyorgy Buzsaki. "Neurale remming." scholarpedia, www.scholarpedia.org/article/Neural_inhibition.
• Okamoto, Hidehiko, et al. "Asymmetrische laterale remmende neurale activiteit in het gehoorsysteem: een magneto-encefalografisch onderzoek." BMC Neuroscience, vol. 8, nee. 1, 2007, p. 33., doi: 10.1186 / 1471-2202-8-33.
• Shi, Veronica, et al. "Effect van stimulusbreedte op gelijktijdig contrast." PeerJ, vol. 1, 2013, doi: 10.7717 / peerj.146.