Αγνωσία χρωμάτων

Η Αγνωσία χρωμάτων ορίζεται ως η αδυναμία αναγνώρισης των χρωμάτων των αντικειμένων που βλέπουμε, ύστερα από κάποια βλάβη στον οπτικό φλοιό του εγκεφάλου μας και συγκεκριμένα στην περιοχή V4. Σε αυτό το είδος αγνωσίας (agnosia) που εντάσσεται στις διαταραχές αναγνώρισης των αντικειμένων, τα άτομα δεν μπορούν να αναγνωρίζουν τα χρώματα, ακόμη κι αν τα μάτια τους είναι σε θέση να λαμβάνουν τα χρωματικά ερεθίσματα του περιβάλλοντος. Η χρωματική αγνωσία διαφέρει από την ονομαστική αφασία (nominal aphasia - anomia), η οποία συμβαίνει όταν το άτομο μπορεί να ξεχωρίζει τα χρώματα, αλλά αδυνατεί να τα συνδέσει με τα ονόματά τους.

Γενικά

Για την αναπαράσταση των εξωτερικών ερεθισμάτων στον εγκέφαλο, υπάρχουν μηχανισμοί που βρίσκονται σε συγκεκριμένες ανατομικά περιοχές και υποπεριοχές του φλοιού του. Ο ινιακός λοβός, ο οποίος βρίσκεται στο οπίσθιο (ουραίο) άκρο του εγκεφαλικού φλοιού, είναι ο κύριος αποδέκτης των νευραξόνων των πυρήνων του θαλάμου, οι οποίοι δέχονται πληροφορίες από τις οπτικές οδούς. Έτσι η οπτική περιοχή του εγκεφάλου, όντας υπεύθυνη για την αναπαράσταση των οπτικών ερεθισμάτων του περιβάλλοντος, εντοπίζεται στον ινιακό λοβό (occipital lobe) και σε παρακείμενες περιοχές του κροταφικού και του βρεγματικού λοβού. Αυτή η περιοχή, που είναι γνωστή ως κύριος οπτικός φλοιός ή ταινιωτή περιοχή (λόγω της εικόνας που παρουσιάζει η εγκάρσια τομή της), οργανώνεται σε μικρότερες περιοχές, οι οποίες είναι εξειδικευμένες σε καθορισμένες οπτικές λειτουργίες. Επομένως η ενδεχόμενη καταστροφή κάποιας περιοχής προκαλεί αδυναμία αντίληψης και κατανόησης συγκεκριμένων πλευρών ή χαρακτηριστικών του οπτικού κόσμου, ειδικές διαταραχές στην αναγνώριση των αντικειμένων και άρα την απώλεια τμήματος του οπτικού μας πεδίου.

Η περιοχή V4

Πολλά τμήματα του οπτικού φλοιού είναι ευαίσθητα στο χρώμα, συνεισφέροντας στην αντίληψή του. Όμως η πιο σημαντική περιοχή του εγκεφαλικού φλοιού, που ευθύνεται για την αναγνώριση του χρώματος και για την αντίληψη της σταθερότητας του, είναι η περιοχή V4 του ινιακού λοβού. Κάθε κύτταρο της V4 αντιδρά επιλεκτικά σε κάποιο συγκεκριμένο χρώμα στο αρκετά μεγάλο υποδεκτικό της πεδίο. Έτσι ύστερα από μια βλάβη στη V4 και γύρω από αυτήν μπορεί να προκληθεί στον εγκέφαλο χρωματική αγνωσία.
Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η περιοχή V4 είναι υπεύθυνη για την ικανότητα αναγνώρισης του χρώματος ενός αντικειμένου, ανεξάρτητα από τις αλλαγές στον εξωτερικό φωτισμό. Τα κύτταρα που υπάρχουν στην περιοχή V4 εντοπίζουν το χρώμα του κάθε αντικειμένου (προσλαμβανόμενη οπτική πληροφορία), διενεργώντας μια διαδικασία σύγκρισης ανάμεσα στα πεδία που αντανακλούν διαφορετικά μήκη κύματος. Έτσι μέσα από την σύγκριση των χρωμάτων, των διαφόρων αντικειμένων που βλέπουμε και την αφαίρεση μιας προκαθορισμένης ποσότητας χρώματος συγκεκριμένου μήκους κύματος από το χρώμα του κάθε αντικειμένου, επιτυγχάνεται η σταθερότητα του χρώματος.

Βλάβη στην περιοχή V4

Σε εκτεταμένη βλάβη της V4 μερικοί ασθενείς παθαίνουν εγκεφαλική αχρωματοψία (celebral achromatopsia), ενώ ορισμένοι διατηρούν χαμηλό ποσοστό χρωματικής όρασης, ειδικά για το χρώμα κόκκινο. Σε μικρής έκτασης βλάβη, η χρωματική όραση μπορεί να διατηρηθεί, αλλά παρουσιάζεται απώλεια της σταθερότητας του χρώματος. Σε πιθανή περίπτωση βλάβης της περιοχής V4, ο ασθενής θα μπορούσε ακόμα να δει τα χρώματα, αλλά το οπτικό του σύστημα δεν θα ήταν σε θέση να αναγνωρίσει το πραγματικό χρώμα των αντικειμένων,υπό την παρουσία διαφορετικού φωτισμού. Αυτό συμβαίνει γιατί στη V4 οι περισσότεροι νευρώνες παρουσιάζουν επιλεκτικότητα ως προς το χρώμα.
Σε γενικές γραμμές, τα τραύματα στον οπτικό φλοιό του εγκεφάλου παράγουν μια σειρά ελλειμμάτων επεξεργασίας του χρώματος με συνέπεια την μη κανονική εμφάνιση χρώματος. Οι ασθενείς μπορούν να παραπονεθούν πως τα χρώματα φαίνονται διαφορετικά κατά κάποιον τρόπο (για παράδειγμα, λιγότερο φωτεινά) ή ακόμα και ότι τα χρώματα εμφανίζονται μόνο ως διαφορετικές σκιές γκρίζου. Η εγκεφαλική αχρωματοψία αναφέρεται σε μια τέτοια σφοδρή απώλεια της χρωματικής αντίληψης. Επίσης η εγκεφαλική δυσχρωματοψία (celebral dyschromatopsia) υποδεικνύει την ύπαρξη αντίληψης χρώματος, αν και αυτή είναι ελαττωματική. Η ελαττωματική επεξεργασία του χρώματος μπορεί να έχει επιπτώσεις όχι μόνο στην εμφάνισή του, αλλά και στη δυνατότητα να γίνουν αντιληπτά τα όρια μεταξύ των επιφανειών του χρώματος των αντικειμένων.

Πως εκδηλώνεται η αγνωσία χρωμάτων

Αυτού του τύπου η αγνωσία είναι κυρίως αποτέλεσμα της βλάβης στον οπτικό φλοιό (περιοχή V4), παρά κάποιας γενετικής ανωμαλίας (γενετική παρέκκλιση) των κυττάρων του αμφιβληστροειδούς χιτώνα.Η βλάβη εκδηλώνεται σχεδόν πάντα μετά από ένα σοβαρό τραυματισμό ή κάποια αρρώστια.

Επιπτώσεις της αγνωσίας χρωμάτων

Γενικά, οι οπτικές μειώσεις στην απόδοση και την αντίληψη των εξωτερικών ερεθισμάτων, δύναται να έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων και σε δραστηριότητες όπως η ανάγνωση, η εύρεση διαδρομών, η αναγνώριση προσώπων, η οδήγηση ενός μηχανοκίνητου οχήματος, ενώ μπορούν να αυξήσουν τον κίνδυνο τραυματισμού από τροχαία ατυχήματα.

Έρευνες

Κατά τη δεκαετία του 1970, οι J. Allman, J. Kaas και S. Zeki στο πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής, διεξήγαγαν πειράματα σε πιθήκους για να εξετάσουν το οπτικό τους σύστημα. Μέσα από τις έρευνες τους, έδειξαν ότι οι συνειρμικές περιοχές του εγκεφάλου (οι οποίες ταυτίζονται με τις περιοχές Broadmann area 18 και Broadmann area 19), αποτελούνται από επιμέρους οπτικές περιοχές που εξυπηρετούν διαφορετικές οπτικές λειτουργίες. Οι ερευνητές παρουσίαζαν στους πιθήκους διάφορα οπτικά ερεθίσματα (χρώματα, γραμμές με διαφορετικό προσανατολισμό και κίνηση) και κατέγραφαν με ηλεκτρόδια τις απαντήσεις των κυττάρων του οπτικού φλοιού στον ινιακό λοβό του εγκεφάλου.
Τα αποτελέσματα του πειράματος έδειξαν ότι μια περιοχή του οπτικού φλοιού (ή ταινιωτού φλοιού), η περιοχή V4, τα κύτταρα της οποίας απαντούν τόσο σε συγκεκριμένα μήκη κύματος όσο και στον προσανατολισμό των ερεθισμάτων, είναι υπεύθυνη για την αναγνώριση  του χρώματος. Επιπλέον οι περιοχές V3 και V5 ευθύνονται  για την αναγνώριση της μορφής και της κίνησης των αντικειμένων αντίστοιχα. Έτσι η εγκεφαλική απώλεια χρώματος συνδέεται γενικά με τα τραύματα στον ινιακό λοβό. Η λειτουργική νευροαπεικόνιση χρησιμοποιώντας την τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (position emission tomography - PET)και τεχνικές λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (Magnetic resonace imaging - MRI), καταδεικνύει ενεργοποίηση στις συγκρίσιμες οπτικές περιοχές των κανονικών ανθρώπων όταν βλέπουν διάφορα ερεθίσματα χρώματος.
Επίσης το 1985 έγιναν μια σειρά πειραμάτων σε πιθήκους που αφορούσαν την διερεύνηση της ικανότητάς του εγκεφάλου για την αναγνώριση της σταθερότητας του χρώματος (Wild, Butler, Carden και Kulikowski, 1985). Τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τα διεξαχθέντα πειράματα απέδειξαν πως πίθηκοι με βλάβη στην περιοχή V4 μπορούσαν να μάθουν να σηκώνουν ένα κίτρινο αντικείμενο (μπανάνα) για την πρόσληψη τροφής. Όταν όμως ο φωτισμός του δωματίου άλλαζε από λευκό σε μπλε, αδυνατούσαν να αναγνωρίσουν το κίτρινο αντικείμενο, δηλαδή την τροφή τους.