Visuele Perceptie en Actie: Elektrofysiologische Registraties

Een functionele specialisatie in de visuele verwerking bij de mens werd een 30-tal jaar geleden beschreven: een ventrale visuele stroom voor herkenning en een dorsale visuele stroom voor actie. Tegelijkertijd blijven de onderliggende neurale mechanismen van het visueel systeem en de relatie met het motorisch systeem grotendeels onverklaard.

Met behulp van een multi-elektrode systeem konden we gelijktijdig registreren in een groot aantal frontale hersengebieden bij de aap tijdens een saccade-reik-grijp taak. We stelden het dynamisch neuronaal proces tijdens visuomotorische transformaties in het licht en observeerden een onverwachte persisterende activiteit van frontale neuronen na de saccade. We vermoeden dat deze aanhoudende visuele activiteit gerelateerd is aan het grijpen en bijgevolg belangrijk is voor oog-hand coördinatie.

In de drie volgende studies van de ventrale visuele stroom, beschrijven we eerst een patiënt met een transiënte hemi-agnosie ten gevolge van een unilateraal letsel van het lateraal occipitaal complex (LOC) en de onderliggende witte stof banen. De bevindingen bij deze patiënt bevestigen een oorzakelijk verband tussen occipitotemporale hersengebieden en object herkenning bij de mens.

Met behulp van micro-elektroden in occipitotemporale cortex konden we de ventrale visuele stroom bij de mens bestuderen aan de hoogste spatiotemporele resolutie. De antwoorden van LOC neuronen waren relatief laat, vorm-selectiviteit was spatiaal geclusterd, receptieve velden waren groot en bilateraal, en enkele neuronen toonden 3D-vorm-selectiviteit. Hieruit blijkt LOC een onverwacht hoge positie in de hiërarchie van de visuele gebieden in te nemen, in tegenstelling tot voorspellingen op basis van functionele beeldvorming.

In humane occipitotemporale cortex konden we neuronen registreren, die selectief waren voor gezichten. Daarenboven antwoordden deze neuronen niet alleen op echte gezichten maar ook op objecten met kenmerken van gezichten. Hetgeen bevestigt dat deze neuronen gezichten detecteren en zich bijgevolg in een vroeg stadium van het gezichtsherkenning netwerk bevinden.

Deze studies dragen bij tot het begrip van de neurale mechanismen van het visueel systeem en zijn relatie met het motorisch systeem.