اكتشاف الميزة (الجهاز العصبي)
الأمثلة > في الرؤية عند العلجوم

يُعد يورغ-بيتر إيورت رائداً في دراسة كشف الملامح في رؤية الضفدع. حقق تقدماً كبيراً من خلال الاستفادة من سلوك اصطياد الفريسة الطبيعي للضفدع الجبل. لدراسة سلوك الضفدع، قام بوضعه في وعاء زجاجي أسطواني على مسافة ثابتة من المحفز. ثم قام بتدوير شريط متحرك مستطيل حول الوعاء في محاولة لمحاكاة كائن فريسة يشبه الدودة؛ اُستخدم معدل دوران الضفدع لقياس سلوك توجيه الضفدع.
أظهر إيورت، باستخدام بقع وأشرطة ومحفزات مربعة بأحجام مختلفة، أن الضفدع يهاجم شريطاً متحركاً يتحرك في اتجاه موازٍ لمحوره الطويل، في حين يتجاهل نفس الشريط الموجه عمودياً على اتجاه الحركة (تكوين مضاد للدودة) كفريسة. سمح إعداد تجريبي آخر لمحفزات الدودة أو المضادة للدودة بالعبور عبر المجال البصري للضفدع في اتجاهات مختلفة في إحداثيات x-y، مما يدل على أن التمييز بين الدودة ومضاد الدودة ثابت تحت تغييرات في اتجاه الحركة. كما أظهر أن الضفدع سيقبع ويبقى ثابتاً استجابة لمستطيل كبير. باستخدام محفزات الدودة ومضاد الدودة مثل هذه، حدد إيورت أن نظام التعرف على الفريسة في المسار البصري للضفدع يعتمد على عدد من آليات الإطلاق الفطرية. استجابةً لمحفز متحرك يشبه الدودة، أظهر الضفدع السلوكيات التالية: التوجيه والالتقاط أو مسح الفم. من ناحية أخرى، استثار محفز مضاد للدودة مجموعة مختلفة من سلوكيات التجنب: الغرس أو الانحناء. بعد تحديد عناصر التعرف الحسي لكل سلوك باستخدام هذا الإعداد التجريبي، قام إيورت وزملاؤه بفحص الآليات العصبية التي تحكم نظام التعرف على الفريسة لدى الضفدع ووجدوا عددًا من كاشفات الملامح.
باستخدام التحفيز الكهربائي النقطي لتحديد المهاد البصري (الأكيمة العلوية) باعتبارها المنطقة المسؤولة عن سلوكيات اصطياد الفريسة، حدد إيورت وزملاؤه وسجلوا من الخلايا العصبية الفردية الانتقائية للفريسة في المهاد البصري في الضفادع المتحركة بحرية. تزداد هذه الخلايا العصبية من النوع T5.2 في تواتر التفريغ قبل استجابة السلوك بالالتقاط أو التوجيه. في حالة سلوك الالتقاط، تتوقف الخلايا العصبية عن العمل لمدة الالتقاط. ومن الواضح أن هذه الخلايا العصبية تظهر تفضيلاً في الاستجابات لتكوين الدودة من حواف الحركة المتحركة ويمكن اعتبارها لذلك كاشفات للميزات. للحصول على فكرة عامة عن خصائصها، في التجارب المتتالية، تعبر عدة أجسام مظلمة مستطيلة بأطوال حافة مختلفة مجال الرؤية البصرية للضفدع على خلفية ساطعة بسرعة ثابتة ؛ ثم يُربط تواتر تفريغ خلية عصبية من النوع T5.2 تجاه مثل هذا الجسم مع سرعة استجابة الضفدع بالتقاط الفريسة، معبراً عنها بزمن الانتقال. وبالتالي، فإن اكتشاف ميزة الفريسة ليس شرطًا كليًا أو لا شيء، بل مسألة درجة: كلما زادت قيمة إطلاق جسم ما كمحفز للفريسة، زاد تواتر تفريغ الخلية العصبية الانتقائية للفريسة من النوع T5.2، وكلما قصر زمن انتقال استجابة الضفدع لالتقاط الفريسة، وكلما ارتفع عدد استجابات التقاط الفريسة خلال فترة زمنية (نشاط التقاط الفريسة) - والعكس صحيح.
أظهرت التسجيلات متعددة الوحدات أن جسم الفريسة ينشط عدة خلايا عصبية انتقائية للفريسة المتجاورة التي تتداخل حقولها الاستقبالية جزئيًا. هذا يشير إلى أن أكثر من خلية واحدة لكشف الفريسة - أي مجموعة من الخلايا - ستنطلق في نظام إطلاق التقاط الفريسة.
أظهرت المزيد من المقارنات بين الحقول الاستقبالية للخلايا العصبية المهادية البصرية والخلايا العصبية الشبكية العقدية، الفئتان R2 وR3، المسجلة في الضفادع المتحركة بحرية، أن الخلايا العصبية المهادية البصرية الحساسة للحجم (T5.1) والانتقائية للفريسة (T5.2) كانت قادرة على تقدير الحجم المطلق لمحفز متحرك بينما كانت الخلايا العصبية العقدية الشبكية قادرة فقط على تحديد الحجم الزاوي البصري للمحفز. تشمل الخلايا العصبية الانتقائية الأخرى الملاحظة في المهاد البصري الخلايا العصبية اليقظة واسعة المجال، والخلايا العصبية ذات العيون، والخلايا العصبية الحساسة للتقارب.
كما هو موضح أعلاه، فإن المهاد البصري مسؤول عن استجابات التوجيه والالتقاط في سلوك التقاط الفريسة؛ ومع ذلك، كشف بحث إيورت أيضًا أن التحفيز الكهربائي البؤري لمنطقتي الدماغ المهادية وأمام السقفية أثار أنواعًا مختلفة من سلوكيات التجنب في الضفدع. لوحظ أيضًا وجود كاشفات للميزات في هذه المناطق الدماغية. لوحظ أن الخلايا العصبية إما حساسة اتجاهيًا للأجسام الكبيرة المندفعة أو حساسة للحجم أو مدركة للعوائق الثابتة. أظهرت بعض الخلايا العصبية المهادية أمام السقفية من النوع TH3 تفضيلاً للأجسام المتحركة الكبيرة وتكوين الدودة المضادة لحواف الحركة المتحركة. يقترح أن تُحدد انتقائية كاشفات ميزات الفريسة المهادية البصرية من النوع T5.2 من خلال التأثيرات المثبطة لكاشفات الدودة المضادة أمام السقفية من النوع TH3. أضعفت الآفات أمام السقفية انتقائية الفريسة.
ثم تتصل محاور الخلايا العصبية الحساسة/الانتقائية للميزات من المهاد البصري والمنطقة المهادية أمام السقفية بالبنى الحركية في النخاع المستطيل، وبالتالي تشكل واجهة حسية حركية. وفقًا لإيورت، قد تعمل هذه الواجهة الحسية الحركية كـ "محرر" يتعرف على الإشارات الحسية مع مجموعات من كاشفات الميزات المعقدة وينفذ الاستجابات الحركية المقابلة. بعد تحليل تيارات معالجة الخلايا العصبية في هياكل جذع الدماغ التي تترجم الإشارات التحفيزية البصرية إلى استجابات سلوكية، اكتشف إيورت وزملاؤه حلقات عصبية - بالاتصال مع هياكل الدماغ الأمامي المختلفة - تعدل، على سبيل المثال، تعدل أو تحدد، هذا الترجمة.