Látás – Nyelv - Emlékezet http://www.cogsci.bme.hu/~ktkuser/KURZUSOK/BMETE47A001/2013_2014_1/

Téma Óra Időpont Előadó Az emberi agy és vizsgálati módszerei 1. szeptember 12. Bevezetés, A nyelv keletkezése Kemény Ferenc 2. szeptember 19. A megértés folyamata és A gyermeknyelv 3. szeptember 26. TTK DÉKÁNI SZÜNET 4. október 3. Nyelvtechnológia 5. október 10. Az emberi agy és vizsgálati módszerei Zimmer Márta 6. október 17. A látás alapjai 7. október 24. Magasabbszintű látás, kategóriák az emberi agyban 8. október 31. 1. Zárthelyi dolgozat   9. november 7. Az emlékezés folyamata Demeter Gyula 10. november 14. Emlékezés és agy 11. november 21. Elveszett emlékek 12. november 28. Az emlékezés megbízhatósága, emlékezeti illúziók 13. december 5. 2. Zárthelyi dolgozat 14. december 12. Javító-/Pótló ZH alkalom

Bevezetés Az emberi agy és vizsgáló módszerei

Néhány ok arra, hogy miért kell vizsgálni a látórendszert Mi van a képen?

Van ilyen algoritmusunk?

„attantional landscapes” ELŐTTE UTÁNA

Miért nehéz pld arcfelismerő gépet alkotni? Fényviszonyok Nézőpont Méret Hatalmas adatbázis  Idő- és erőforrás-igényes feldolgozás

„Érzékelésünk a valóság megalkotása ” David Marr

Probléma „Amíg bizonyos része annak amit érzékelünk érzékszerveinken keresztül ér el minket és az előttünk lévő objektumból ered, addig másik (nagyobb) része saját elménk szüleménye” William James A látás NEM magától értetődő folyamat!!! We are not taking pictures, we are making them!!!

Tehát... Látás >< szem Látás == agy

Bevezetés Az agy Történet Anatómia Módszerek A neuron A látórendszer

Edwin Smith surgical papirus

Agykamrák doktrinája A mentális folyamatokat az agykamrákba lokalizálta Első agykamra: Szenzoros információ integrálása, fantázia, képzelet Második agykamra: Kognitív folyamatok, döntéshozatal Harmadik agykamra: Memória

Vesalius, 1543 De humani corporis fabrica

Gennari 1782

Frenológia, Gall, 1810 remény Házastársi hűség Szülői szeretet

„Decade of the brain” 1990 - 2000

XX. és XXI. századi fejlesztések Elektrofiziológia Képalkotás Genetika EEG-elektroencephalogram Kiváltott válaszok Többsejt illetve Egysejt regisztrálás CT Scan MRI PET SPECT fMRI Humán genom Egér genom Transzgenikus állatok Knock-out állatok

Állatkísérletek – térben ÉS időben jó felbontás Léziók, sérülések valódi „virtuális” Állatkísérletek – térben ÉS időben jó felbontás Humán – időben jó felbontás Humán – térben jó felbontás

Phineas Gage Cavendish, Vermont, US,dr. John Martyn Harlow

Az agy ingerlése – tDCS, TMS Elektromos ingerlés tDCS – transzkraniális egyenáram ingerlés Anodális depolarizál Katodális hiperpolarizál Mágneses ingerlés TMS – transzkraniális mágneses ingerlés Tekercsben (coil) folyó áram

Állatkísérletek – egysejt regisztráció

Elektroenkefalográfia Alfa Beta Theta Delta

Alfa: 7.5-13 Hz normál, nyugalmi, csukott szemmel Beta: 14- Hz figyelem, éber állapot, nyitott szemmel Theta: 3.5-7.5 Hz gyermekkorban 13 év előtt, alvás Delta:0-3 Hz alvás

EEG felhasználása Alvás Agyhalál Agytérképezés Epilepszia

Epilepszia

Computer tomográfia - CT csont Röntgen sugárzás különböző szövetek - különböző elnyeléssel Körben elhelyezett detektorok Fényérzékeny film Keresztmetszeti kép Struktúrát mutat folyadék Image types MRI (magnetic resonance imaging) When protons (here brain protons) are placed in a magnetic field, they become capable of receiving and then transmitting electromagnetic energy. The strength of the transmitted energy is proportional to the number of protons in the tissue. Signal strength is modified by properties of each proton's microenvironment, such as its mobility and the local homogeneity of the magnetic field. MR signal can be "weighted" to accentuate some properties and not others. When an additional magnetic field is superimposed, one which is carefully varied in strength at different points in space, each point in space has a unique radio frequency at which the signal is received and transmitted. This makes constructing an image possible. It represents the spatial encoding of frequency, just like a piano. (example). More details of MR here. SPECT/PET (single photon/positron emission computed tomography) When radiolabeled compounds are injected in tracer amounts, their photon emissions can be detected much like x-rays in CT. The images made represent the accumulation of the labeled compound. The compound may reflect, for example, blood flow, oxygen or glucose metabolism, or dopamine transporter concentration. Often these images are shown with a color scale. (example) agyszövet

PET Pozitron emissziós tomográfia Aktívabb agyterület- nagyobb energiaigény- Erősebb véráramlás- több izotóp – erősebb jel - Melegebb szín

PET DEBRECEN - 1994. január 26.

MRI- magnetic resonance imaging NMR-nuclear magnetic resonance imaging Anatómia, struktúra csak. 69

Alapelv Stabil mágneses mező Rádiófrekvenciás jel be- majd kikapcsolása Hidrogén ionok (protonok) eloszlásának és mozgásának feltérképezése

Funkcionális mágneses rezonancia képalkotás ALAPJA: MRI: A protonok mágneses térben képesek elektromágneses energiát befogadni és kiadni. fMRI: Oxigéndús és oxigénszegény hemoglobin másképp viselkedik: Nagyobb aktivitású terület - erősebb véráramlás - nagyobb oxigén felhasználás - más jel.

fMRI

Szentágothai János Tudásközpont , Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont

Az agy Vagyis helyesen: A KÖZPONTI IDEG RENDSZER In order to identify the source of the cognitive deficits observed in mental illness we must first understand how the healthy brain solves problems. We could conceive the brain a a black box which transforms input into output and we might assume that any particular transformation is achieved by some action of the brain “as a whole”. This idea is wrong. A few basic principles guide the organization of cognitive operations in the brain: functions are segregated: the brain has many functionally specialized modules tha process nformation more or less independnetly Components of functiosn are spatially localized:These modules are distributed across many brain regions, that are heavily interconnected, thus enabing integration of their outputs. Information is processed hierarchically both in complexity and in time: Treatment of cognitive deficits in mental illness is only possible if we identify the temporal and spatial source associated with the deficist, or in other words, at when in the stream of information processing does the system brake down, and where in the brain does the underlying pathology exist?

Részei Agy: agytörzs. Kisagy és agykéreg gerincvelő Perifériás idegek autonóm szomatikus enterális

Agytörzs Középagy Híd Nyúltagy

Agykéreg: 4 lebeny Frontális (homlok) Temporális (halánték) Parietális (fali) Occipitális (nyakszirti)

Agykéreg - cortex szürke állomány fehér állomány Fig. 2.23

Brodmann áreák Fig. 3.7

Funkcionális specializáció Szenzoros Szomatoszenzoros (tapintás, hő, fájdalom) Halló Látó … Motoros Asszociációs

Szomatoszenzoros kéreg- fali lebeny

Hallókéreg- halántéklebeny Auditory Cortex - Hallókéreg

Látókéreg- nyakszirti lebeny Parietális - Hol? Temporális - Mi? Fig. 2.29

Motoros kéreg – homloklebeny

Asszociációs kéreg Nem szenzoros Nem motoros Magasabb funkciók, pld beszéd.

„Ha agyunk egyszerű volna, mi is túl egyszerűek lennénk ahhoz, hogy megértsük” Mario Puzo