Lateral geniculate nucleus

Lateral geniculate nucleus (ตัวย่อ LGN แปลว่า นิวเคลียสงอคล้ายเข่าด้านข้าง)
เป็นศูนย์ถ่ายทอดสัญญาณประสาทหลักจากจอตา ไปยังระบบประสาทกลาง
อยู่ในส่วนทาลามัสของสมอง
และยังมีส่วนอื่นที่เรียกว่า medial geniculate nucleus ซึ่งเป็นส่วนที่มีหน้าที่คล้ายกันแต่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณเกี่ยวกับเสียง

LGN รับสัญญาณโดยตรงจาก
 แอกซอนของ retinal ganglion cell ผ่านลำเส้นใยประสาทตา
 reticular activating system
LGN ส่งแอกซอนไปทางส่วนแผ่ประสาทตาตรงไปยังคอร์เทกซ์สายตาปฐมภูมิ (primary visual cortex ตัวย่อ V1)
นอกจากนั้นแล้ว LGN ยังรับสัญญาณป้อนกลับจาก V1 มีขนาดเป็น 10 เท่าของสัญญาณที่ส่งไปยัง V1 แม้ว่ายังไม่มีความชัดเจนว่าเพื่อประโยชน์อะไร

ในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม วิถีประสาทใหญ่ที่สุดสองวิถีที่เชื่อมตากับสมองก็คือส่วนที่ส่งไปยังด้านหลังของ LGN ในทาลามัส (ที่เรียกว่า LGNd)
และส่วนที่ส่งไปยัง superior colliculus

โครงสร้าง 
ซีกสมองทั้งซีกซ้ายและขวามี LGN
ซึ่งมีชื่อที่แปลว่า "นิวเคลียสงอคล้ายเข่าด้านข้าง" (lateral geniculate nucleus) ก็เพราะว่า มีรูปคล้ายกับเข่าที่งอ (คือ genu เป็นภาษาละตินแปลว่า "เข่า")
ในสัตว์อันดับวานรรวมทั้งมนุษย์
LGN มีเซลล์อยู่เป็นชั้น ๆ แต่ละชั้นมี neuropil อยู่ในระหว่าง
ในมนุษย์ LGN มีชั้น 6 ชั้น
คือ ชั้นด้านใน 1 และ 2 เรียกว่า magnocellular layer
ในขณะที่ชั้นด้านนอกอีก 4 ชั้น คือ 3-4-5-6 เรียกว่า parvocellular layer
นอกจากนั้นแล้ว ยังมีชั้น koniocellular layer
อยู่ที่ด้านล่างของแต่ละชั้นของ magnocellular layer และ parvocellular layer
ชั้นหลัก ๆ และชั้นย่อย ๆ เหล่านี้แตกต่างกันไปในระหว่างสปีชีส์ของสัตว์อันดับวานร

เซลล์ M, P และ K 

 (*) ขนาดของตัวเซลล์ เดนไดรต์ และลานรับสัญญาณ

ชั้น magnocellular, parvocellular, และ koniocellular ของ LGN รับสัญญาณจาก retinal ganglion cell ที่มีชื่อคล้าย ๆ กันตามลำดับ

เซลล์ koniocellular มีหน้าที่และมีประสาทเคมีที่แตกต่างจากเซลล์ magnocellular และ parvocellular ทำหน้าที่เป็นวิถีประสาทที่ 3 ที่ส่งไปยังคอร์เทกซ์สายตา
โดยส่งแอกซอนออกไปจากระหว่างชั้นของ LGN ที่เซลล์ M และเซลล์ P ส่งไป
ส่วนหน้าที่ของเซลล์ K ในการรับรู้ทางตายังไม่ชัดเจน
แต่ว่า มีหลักฐานแสดงว่า เซลล์ K มีส่วนในการประสานข้อมูลเกี่ยวกับการรับรู้อากัปกิริยาของระบบรับความรู้สึกทางกาย กับข้อมูลจากการเห็น
และอาจจะมีบทบาทเกี่ยวกับการรับรู้สี

ส่วนทางสัญญาณด้านล่างและทางสัญญาณด้านหลัง (ในสมมุติฐานทางสัญญาณสองทาง) เชื่อกันมาก่อนว่า ได้รับใยประสาทจากเซลล์ P และเซลล์ M ตามลำดับโดยมาก แต่ว่า หลักฐานที่รวบรวมขึ้นใหม่ ๆ กลับแสดงว่า ทางสัญญาณทั้งสองอาจจะได้รับใยประสาทแบบผสมผสานกัน

วิถีประสาทจากเรตินาไปยังเปลือกสมองที่สำคัญอีกวิถีหนึ่งก็คือ วิถี tectopulvinar ซึ่งส่งสัญญาณจากเรตินา ผ่าน superior colliculus และนิวเคลียส pulvinar ในทาลามัส ไปยังคอร์เทกซ์กลีบข้างส่วนหลัง (posterior parietal cortex) และเขตสายตา MT

ชั้นข้อมูลจากตาข้างเดียวกันและข้างตรงกันข้ามกัน 
LGN ทั้งในสมองซีกขวาทั้งในสมองซีกซ้ายรับสัญญาณมาจากตาทั้งสองข้าง
แต่ว่า LGN ในสมองแต่ละซีกจะรับสัญญาณจากลานสายตาเพียงครึ่งเดียวจากตาแต่ละข้าง
ที่เป็นอย่างนี้ก็เพราะแอกซอนจาก retinal ganglion cell จากครึ่งในของเรตินา (คือครึ่งด้านจมูก) ข้ามมายังส่วนตรงข้ามของสมอง
ส่วนแอกซอนของเซลล์ปมประสาทในเรตินาจากครึ่งด้านนอก (คือด้านขมับ) ไปสุดที่สมองด้านเดียวกัน
ดังนั้น สมองซีกซ้ายจึงรับข้อมูลสายตาจากลานสายตาด้านขวา และสมองซีกขวารับข้อมูลสายตามาจากลานสายตาด้านซ้าย แต่ข้อมูลของกึ่งลานสายตาใน LGN แต่ละซีกนั้นมาจากตาทั้งสองข้าง

ใน LGN ในสมองซีกหนึ่ง ข้อมูลสายตาจะแบ่งไปตามชั้นต่าง ๆ ดังนี้ คือ
 ตาที่อยู่ข้างเดียวกันส่งข้อมูลไปยังชั้น 2-3-5
 ตาที่อยู่ฝั่งตรงข้ามกันส่งข้อมูลไปยังชั้น 1-4-6

วิธีจำง่าย ๆ ก็โดยใช้ประโยคนี้คือ "See I? I see, I see. (คุณเห็นฉันไหม? ฉันเห็น ฉันเห็น) " ด้วยคำว่า "see" เป็นตัวแทนอักษร "C" ซึ่งมาจากคำว่า "contralateral (ด้านตรงข้าม) " และอักษรว่า "I" ซึ่งมาจากคำว่า "ipsilateral (ด้านเดียวกัน) " รวมเป็น "C-I-I-C-I-C"
ส่วนอีกวิธีหนึ่งให้จำว่า 2+3=5 ซึ่งถูกต้อง จึงเป็นด้านเดียวกัน (ipsilateral) และ 1+4 ไม่เท่ากับ 6 จึงเป็นด้านตรงข้าม (contralateral)

คำพรรณนานี้ถูกต้องสำหรับ LGN ในไพรเมตส่วนมาก แต่ไม่ทั้งหมด ลำดับชั้นที่รับข้อมูลจากตาข้างเดียวกันและตรงกันข้าม ไม่เหมือนกันในไพรเมตประเภททาร์เซีย
เพราะเหตุนั้น นักประสาทวิทยาศาสตร์บางท่านจึงเสนอว่า "ความแตกต่างที่เห็นได้นี้ ทำทาร์เซียให้ต่างจากไพรเมตอย่างอื่นทั้งหมด สนับสนุนแนวความคิดว่า ทาร์เซียเกิดขึ้นในสายพันธ์ที่แยกออกไปต่างหากในวิวัฒนาการของไพรเมต"

ในการรับรู้ทางสายตา (visual perception) ตาข้างขวารับข้อมูลมาจากทั้งโลกทางด้านขวา (ลานสายตาด้านขวา) และทั้งโลกทางด้านซ้าย (ลานสายตาด้านซ้าย)
คุณสามารถพิสูจน์ได้โดยปิดตาข้างซ้าย ตาข้างขวาจะยังเห็นได้ทั้งด้านซ้ายและด้านขวา ถึงแม้ว่า มุมมองทางด้านซ้ายอาจจะติดจมูกอยู่บ้าง

ใน LGN ข้อมูลจากตาซ้ายและขวาที่แสดงจุดเดียวกันจะตั้งขึ้นซ้อน ๆ กันเป็นชั้นของ LGN ดังนั้น ไม้จิ้มฟันที่จิ้มทะลุตั้งแต่ชั้น 1 ตลอดชั้น 6 จะกระทบจุดเดียวกันของพื้นที่สายตา (ซึ่งเป็นข้อมูลที่รับมาจากทั้งตาซ้ายและตาขวา) 6 ครั้งด้วยกัน

ข้อมูลขาเข้า 
LGN รับข้อมูลมาจากเรตินา
ในบางสปีชีส์ LGN ยังรับข้อมูลจาก superior colliculus อีกด้วย

ข้อมูลขาออก 
ข้อมูลออกจาก LGN ส่งผ่านส่วนแผ่ประสาทตา (optic radiation) ซึ่งกลายเป็นส่วน retrolenticular ของ internal capsule 

แอกซอนที่ออกจาก LGN จะไปสุดที่คอร์เทกซ์สายตาปฐมภูมิ (V1)
คือ ชั้น magnocellular 1-2 และ parvocellular 3-6 ส่งแอกซอนไปยังชั้น 4 ใน V1
และภายในชั้น 4 ของ V1 ชั้น 4cβ จะรับสัญญาณจากชั้น parvocellular ของ LGN และชั้น 4cα จะรับสัญญาณจากชั้น magnocellular
ส่วนชั้น koniocellular ของ LGN (ซึ่งอยู่ในระหว่างชั้น 1-6) ส่งแอกซอนไปยังชั้น 4a ใน V1 และแอกซอนจากชั้น 6 ของ V1 ก็ส่งข้อมูลป้อนกลับไปให้ LGN

งานวิจัยในภาวะเห็นทั้งบอดบอกเป็นนัยว่า LGN ไม่ได้ส่งข้อมูลไปให้ V1 เพียงเท่านั้น
แต่ยังส่งไปให้เขตสายตา V2 และเขตสายตา V3 อีกด้วย
คือ คนไข้ภาวะเห็นทั้งบอดไม่สามารถมองเห็นได้ในบางส่วนของลานสายตาที่สัมพันธ์กับรอยโรคใน V1 ในสมองด้านตรงกันข้าม
แต่ว่า คนไข้เหล่านี้กลับสามารถทำการเคลื่อนไหวที่เหมาะสมเกี่ยวเนื่องกับเขตที่มองไม่เห็น เช่นการหยิบจับวัตถุ (ที่มองไม่เห็น)
ปรากฏการณ์เช่นนี้บอกเป็นนัยว่า สัญญาณที่ส่งไปจาก LGN ไปถึงทั้ง V1 และเขตสายตาระดับสูงยิ่ง ๆ ขึ้นไป

หน้าที่ในการรับรู้ทางสายตา

ภาพต่าง ๆ

ดูเพิ่ม 
 คอร์เทกซ์สายตา

เชิงอรรถและอ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น 

 Malpeli J. Malpeli Lab Home Page. Retrieved September 1, 2004.
 
 Atlas image: eye_38 at the University of Michigan Health System
 
 

ซีรีบรัม
ระบบการมองเห็น