第36章感覚系
Higher Processing高次の処理
The myelinated axons of ganglion cells make up the optic nerves. Within the nerves, different axons carry different qualities of the visual signal. Some axons constitute the magnocellular (big cell) pathway, which carries information about form, movement, depth, and differences in brightness. Other axons constitute the parvocellular (small cell) pathway, which carries information on color and fine detail. Some visual information projects directly back into the brain, while other information crosses to the opposite side of the brain. This crossing of optical pathways produces the distinctive optic chiasma (Greek, for “crossing”) found at the base of the brain and allows us to coordinate information from both eyes.
英語のヒント
神経節細胞の有髄軸索が、視神経をつくる。異なる軸索は、視覚信号の異なる性質を運ぶ。大細胞経路をなす軸索は、形、動き、奥行き、明るさの違いを伝える。小細胞経路をなす軸索は、色と細部の情報を伝える。視覚情報の一部はそのまま脳へ入り、別の一部は脳の反対側へ交差する。この経路の交差が脳の底部に特有の視交叉をつくり、両眼の情報を協調させる。chiasmaはギリシャ語で「交差」を意味する。
Once in the brain, visual information is processed in several places, and its routes reflect the complexity and importance of visual information to humans and other animals. One route takes the signals to the thalamus, which serves as the routing station for all incoming sensory impulses except olfaction. In the thalamus, the magnocellular and parvocellular distinctions remain intact, and there are different layers of the thalamus dedicated to each. When visual signals leave the thalamus, they travel to the primary visual cortex at the rear of the brain. From the visual cortex, the visual signals travel in two directions. One stream that projects to the parietal lobe, in the side of the brain, carries magnocellular (“where”) information. A second stream projects to the temporal lobe and carries both magnocellular (“where”) and parvocellular (“what”) information.
脳に入った視覚情報は複数の場所で処理される。その経路には、ヒトや他の動物にとっての視覚情報の複雑さと重要性が反映される。一つの経路は視床へ信号を運ぶ。視床は、嗅覚を除くすべての感覚インパルスの振り分け所である。大細胞系と小細胞系の区別は視床でも保たれ、それぞれに専用の層がある。視床を出た信号は、脳の後方の一次視覚野へ向かう。そこから二方向へ進む。一つは脳の側方の頭頂葉へ投射し、大細胞系の「どこ」の情報を運ぶ。もう一つは側頭葉へ投射し、大細胞系の「どこ」と小細胞系の「何」の両方の情報を運ぶ。
Another important visual route is a pathway from the retina to the superior colliculus in the midbrain, where eye movements are coordinated and integrated with auditory information. Finally, there is the pathway from the retina to the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the hypothalamus. The SCN is a cluster of cells that is considered to be the body’s internal clock, which controls our circadian (day-long) cycle. The SCN sends information to the pineal gland, which is important in sleep/wake patterns and annual cycles.
英語のヒント
もう一つの重要な視覚経路は、網膜から中脳の上丘へ向かう。ここでは眼球運動が協調され、聴覚情報と統合される。最後に、網膜から視床下部の視交叉上核(SCN)へ向かう経路がある。SCNは体内時計と考えられる細胞集団で、約一日の概日周期を制御する。SCNは、睡眠・覚醒パターンと年周期に重要な松果体へ情報を送る。
Section Summary節のまとめ
Vision is the only photo responsive sense. Visible light travels in waves and is a very small slice of the electromagnetic radiation spectrum. Light waves differ based on their frequency (wavelength = hue) and amplitude (intensity = brightness).
視覚は、光に応答する唯一の感覚である。可視光は波として進み、電磁放射スペクトルのごく一部を占める。光波は周波数(波長は色相に対応する)と振幅(強度は明るさに対応する)によって異なる。
In the vertebrate retina, there are two types of light receptors (photoreceptors): cones and rods. Cones, which are the source of color vision, exist in three forms—L, M, and S—and they are differentially sensitive to different wavelengths. Cones are located in the retina, along with the dim-light, achromatic receptors (rods). Cones are found in the fovea, the central region of the retina, whereas rods are found in the peripheral regions of the retina.
脊椎動物の網膜には、錐体と桿体という二種類の光受容器、すなわち視細胞がある。色覚の源となる錐体にはL、M、Sの三種類があり、異なる波長に対する感受性が違う。錐体は、弱い光で働く無彩色の受容器である桿体とともに網膜にある。錐体は網膜中央の中心窩にみられ、桿体は周縁部にみられる。
Visual signals travel from the eye over the axons of retinal ganglion cells, which make up the optic nerves. Ganglion cells come in several versions. Some ganglion cell axons carry information on form, movement, depth, and brightness, while other axons carry information on color and fine detail. Visual information is sent to the superior colliculi in the midbrain, where coordination of eye movements and integration of auditory information takes place. Visual information is also sent to the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the hypothalamus, which plays a role in the circadian cycle.
視覚信号は、視神経をなす網膜神経節細胞の軸索を通って眼を出る。神経節細胞には数種類あり、形、動き、奥行き、明るさを運ぶ軸索と、色や細部を運ぶ軸索がある。視覚情報は中脳の上丘へ送られ、眼球運動の協調と聴覚情報の統合が行われる。また、概日周期に関わる視床下部の視交叉上核(SCN)にも送られる。
Visual Connection Questions図を使った問題
Exercises 30練習問題 30
Exercise 30問題 30
Figure 36.18 Which of the following statements about the human eye is false?
図36.18について、ヒトの眼に関する次の記述のうち誤っているものはどれか。
- Rods detect color, while cones detect only shades of gray.桿体は色を検出し、錐体は灰色の濃淡だけを検出する。
- When light enters the retina, it passes the ganglion cells and bipolar cells before reaching photoreceptors at the rear of the eye.網膜に入った光は、眼の奥の視細胞へ達する前に、神経節細胞と双極細胞を通過する。
- The iris adjusts the amount of light coming into the eye.虹彩は眼に入る光の量を調節する。
- The cornea is a protective layer on the front of the eye.角膜は眼の前面の保護層である。
Solution解き方
Review Questions確認問題
Exercises 31–34練習問題 31–34
Exercise 31問題 31
Why do people over 55 often need reading glasses?
55歳を過ぎると読書用の眼鏡が必要になることが多いのはなぜか。
- Their cornea no longer focuses correctly.角膜が正しく焦点を合わせられなくなるから。
- Their lens no longer focuses correctly.水晶体が正しく焦点を合わせられなくなるから。
- Their eyeball has elongated with age, causing images to focus in front of their retina.加齢で眼球が長くなり、網膜より前に焦点が合うから。
- Their retina has thinned with age, making vision more difficult.加齢で網膜が薄くなり、見えにくくなるから。
Solution解き方
B
B
Exercise 32問題 32
Why is it easier to see images at night using peripheral, rather than the central, vision?
夜には、中心視より周辺視を使う方が見やすいのはなぜか。
- Cones are denser in the periphery of the retina.網膜周辺部には錐体が密にあるから。
- Bipolar cells are denser in the periphery of the retina.網膜周辺部には双極細胞が密にあるから。
- Rods are denser in the periphery of the retina.網膜周辺部には桿体が密にあるから。
- The optic nerve exits at the periphery of the retina.視神経が網膜周辺部から出るから。
Solution解き方
C
C
Exercise 33問題 33
A person catching a ball must coordinate her hand and eyes. What part of the brain is helping to do this?
ボールを捕る人は、手と眼の動きを協調させる必要がある。脳のどの部分がこれを助けるか。
- hypothalamus視床下部
- pineal gland松果体
- thalamus視床
- superior colliculus上丘
Solution解き方
D
D
Exercise 34問題 34
A satellite is launched into space, but explodes after exiting the Earth’s atmosphere. Which statement accurately reflects the observations made by an astronaut on a space walk outside the International Space Station during the explosion?
英語のヒント
人工衛星が打ち上げられ、地球の大気圏を出た後で爆発した。そのとき国際宇宙ステーションの外で船外活動をしていた宇宙飛行士の観察を、正確に表す記述はどれか。
- The astronaut would see the explosion, but would not hear a boom.爆発は見えるが、爆発音は聞こえない。
- The astronaut will not sense the explosion.爆発を感知しない。
- The astronaut will see the explosion, and then hear the boom.爆発を見た後に、爆発音を聞く。
- The astronaut will feel the concussive force of the explosion, but will not see it.爆発の衝撃力は感じるが、爆発は見えない。
Solution解き方
A
A