Нос посылает сенсорную информацию посредством преобразования химических веществ в воздухе через обонятельные нервы/тракты в первичную обонятельную кору .
Глаза посылают сенсорную информацию посредством передачи света по зрительному нерву/тракту в зрительную кору затылочной доли мозга.
Хотя оба чувства получают разные раздражители, они (как и все наши чувства) преобразуют внешние раздражители в нервный сигнал. Учитывая это, кажется возможным «перепрограммировать» мозг, чтобы органы чувств посылали сенсорные сигналы в разные части мозга.
Мой вопрос: если бы мы перемонтировали черепные нервы так, чтобы наш нос был связан с нашей зрительной корой, что бы мы увидели??
«Перемонтировать» мозг не так просто: простое сращивание одного нерва с другим не обязательно означает, что аксоны этого нерва затем вырастут в область. Я не знаю о каких-либо исследованиях, которые пересекают эти конкретные пути, но, когда я пишу этот ответ, я вижу, что вы уже обновили свой вопрос, чтобы спросить о других модальностях! Итак, имея это в виду...
Некоторые связанные эксперименты были проведены с другими модальностями: те, о которых я знаю, включают слуховую и зрительную системы. Как слуховая, так и зрительная информация, поступающая в кору, в основном поступает через два ядра таламуса: медиальное коленчатое ядро, MGN, для слуховой информации, и латеральное коленчатое ядро, LGN, для зрительной информации.
Эти ядра таламуса прилегают друг к другу. В Angelucci et al., 1998 и Sharma et al., 2000 , повреждения были сделаны для того, чтобы заставить ретинальные проекции иннервировать часть таламуса, которая обычно обрабатывает слуховую информацию (медиальное коленчатое ядро, MGN). (примечание: помимо этого есть еще куча более старых экспериментов на грызунах и хорьках, я не буду делать здесь всесторонний обзор литературы, но вы можете найти много соответствующих ссылок в этих других статьях).
Вкратце, метод заключается в повреждении как LGN, так и проводящих путей, которые обычно проецируются на MGN. В результате аксоны сетчатки, которые обычно образуют синапс в LGN, вместо этого направляются к MGN. Обратите внимание, что это важно делать на очень раннем этапе развития, такие эксперименты не будут работать во взрослом мозгу.
В результате в работах, которые я цитировал ранее, та часть коры, которая обычно реагирует на слуховую информацию, начинает реагировать на визуальную информацию и развивает характерный признак свойств зрительной коры: избирательность в отношении ориентации предъявляемых стимулов. Поэтому кажется, что если вы даете слуховой области коры зрительную информацию, она не «пытается обработать ее как звук», а скорее обрабатывает ее так же, как это сделала бы зрительная кора.
Трудно спросить у хорьков, каково их реальное восприятие, но лучше всего предположить, что восприятие построено на том, что мы вкладываем в систему: у области, которая получает что-либо, кроме визуального входа, нет возможности интерпретировать эту информацию как что-либо другое. чем визуальный ввод. Нет контекста, чтобы интерпретировать это как-то иначе. Кора головного мозга развивается и реагирует на полученную информацию. У животных в этих экспериментах их слуховая система была повреждена, поэтому они действительно не могли интерпретировать стимулы, которые они «видят», как «звучащие как» что-то.
Точно так же, если вы посылаете обонятельную информацию в зрительную кору, вы будете обрабатывать запахи в зрительной коре. Обонятельная обработка немного отличается от других модальностей, поэтому в зависимости от того, откуда вы взяли эту информацию, вещи могут не развиваться должным образом, но это вызывает множество предположений, выходящих за рамки этого сайта .SE.
Есть несколько экспериментов на людях, которые также изучают этот тип пластичности коры головного мозга. Вероятно, самые лучшие из них - те, у слепых людей. Опять же, я не буду рассматривать всю литературу, но могу привести несколько примеров: Коэн и др. продемонстрировали тактильные представления в зрительной коре слепых людей, например, когда они читают шрифт Брайля. Бедный и др., 2015 г.показывают, что, особенно у слепых детей, зрительные области мозга сильно реагируют на информацию из других модальностей, особенно на устную речь. Опять же, эти люди не «видят» эти стимулы, кроме того «видения», которое вы можете сделать, когда реконструируете сцену с закрытыми глазами (если они в какой-то момент были зрячими). Скорее, часть их мозга, которая обычно использовалась для зрения, теперь используется для других задач.
Влияние на обоняние изучалось не так часто, но Куперс и др . показали, что слепые люди имеют обонятельные реакции в областях мозга, которые не проявляют обонятельных реакций у зрячих людей, включая области, которые обычно обрабатывают зрение.
Использованная литература:
Ангелуччи, А., Класка, Ф., и Сур, М. (1998). Входы ствола мозга в медиальное коленчатое ядро хорька и влияние ранней деафферентации на новые проекции сетчатки на слуховой таламус. Журнал сравнительной неврологии, 400 (3), 417-439.
Бедни, М., Ричардсон, Х., и Сакс, Р. (2015). «Зрительная» кора реагирует на разговорную речь у слепых детей. Журнал неврологии, 35 (33), 11674-11681.
Коэн, Л.Г., Сельник, П., Паскуаль-Леоне, А., Корвелл, Б., Фаиз, Л., Дамброзия, Дж., ... и Халлетт, М. (1997). Функциональная значимость кросс-модальной пластичности у слепых людей. Природа, 389 (6647), 180-183.
Куперс, Р., Больё-Лефевр, М., Шнайдер, Ф.К., Кассуба, Т., Полсон, О.Б., Зибнер, Х.Р., и Птито, М. (2011). Нейронные корреляты обонятельной обработки при врожденной слепоте. Нейропсихология, 49(7), 2037-2044.
Шарма, Дж., Ангелуччи, А., и Сур, М. (2000). Индукция модулей зрительной ориентации в слуховой коре. Природа, 404 (6780), 841-847.
Рони Сайба