# Hogyan kódolják az idegsejtek a külvilágot: reprezentáció – receptív mezők, populációs kód

Ebben a bejegyzésben kicsit megerősítjük a korábban mondottakat, hogy a következő mesére, a Kismacska meséjére fel tudjunk készülni. Azért van erre szükség, hogy a reprezentáció és a receptív mező fogalmakat a továbbiakban bátran használhassuk. Nem kell megijedni, már több alkalommal is kerülgettük őket.

Amikor az örvényféreg egyszerű, döntésre képes hálózatában a bemeneti réteg sejtjeiről beszéltünk, akik a külvilág és a belső állapot értékeit érzékelték, már érintettük, mondtunk olyat, hogy az érzéksejtek működésének szintje reprezentálja, kódolja az állatka számára a kül- és bel-világ állapotát. Ugyanígy Pavlov kutyája esetében amikor az első és második jelzőrendszerről beszéltünk, szintén a reprezentációról volt szó. A reprezentáció a re-presentare, azaz újra-mutatás latin gyökérből ered, és azt jelenti, hogy egy dolgot egy másikkal helyettesítve jelzünk, egy másik formában jelenítjük meg. A külvilág bizonyos ingereit bizonyos idegsejtek aktivitás írja le, és ezáltal amikor ezek a sejtek aktívak, akkor lehet tudni (inkább sejteni), hogy a külvilágban éppen mi történik. Ezt fejti ki az #agyhirek rovatban korábban megjelent bejegyzés az idegsejtek kódolási trükkjeiről, javaslom, hogy a továbbhaladás előtt olvassátok el (vagy újra) a cikket.

No ha megvolt…
Fontos még hangsúlyozni azt, hogy a kódolást két irányból lehet nézni. Egyrészt, hogy az egyes idegsejteknek milyen a receptív mezeje, mi az az inger amire a legerősebben reagálnak. De nézhetjük abból az irányból is, hogy egy adott inger mely idegsejteket és milyen erősen aktivál, milyen a sejtek populációs aktivitása, kik szólalnak meg egy-egy helyzetben. Ugye ez egy igazi mintázat, melyet elemeznünk kell. Már csak azért is, mert ha egy ingert nem egyetlen sejt, hanem sejtek csoportjának aktivitása kódolja sokkal pontosabb lesz annak reprezentálása.
Ez a legjobban a színérzékelés példáján mutatható be.
Szemünkben háromféle eltérő színérzékenységű csap található, melyek a szivárványból a kékre a zöldre és a pirosra a legérzékenyebbek, de más hullámhosszakat is látnak, csak kevésbé. Nem véletlen, hogy a monitorok RGB, azaz red (piros), greeen (zöld) és blue (kék) alapszíneket használnak, hiszen szemünk ezekre az alapszínekre a legérzékenyebb. Átmeneti színeket, például a sárga színt az jelzi agyunknak, hogy a zöld és a kék csapok közel egyforma mértékben aktiválódnak. Mivel a csapok fényérzékenysége a csúcstól távolodva meredeken esik ahogy a beeső fény színe változik az egyes sejtek aktivációs aránya jelentősen változik. A színeket az agyunk számára tehát az kódolja, hogy a 3 sejttípus milyen arányban aktiválódik.
Az idegrendszerben tehát sosem egyetlen idegsejt működése kódol valamit, hanem mindig sejtek egy csoportja. Ezt a szakemberek populációs kódnak hívják. Ha megfigyeljük, hogy egyes ingerekre mely sejtcsoportok aktiválódnak a későbbiekben visszafejthető, hogy egy adott sejtcsoport működése mit reprezentál.

Azt, hogy a kódolást elsősorban a receptív mező felől nézzük (néztük), azaz, hogy az egyes sejtek mire érzékenyek, annak történelmi okai vannak. A hőskorban csak egyes sejtek működését lehetett mérni. Hubel és Wiesel egy sejtből vezetett el miközben mutogatott a macskának. Egy sejttől pedig ugye azt lehet megkérdezni mit látsz? Mi az az inger amire reagálsz. Az elmúlt másfél évtized technikai fejlődése, mely megadta nekünk sokcsatornás elektródokat, a tetródot vagy az optogenetikát lehetővé tette, hogy viszonylag jó időbeli felbontással több száz idegsejt működését vizsgálhassuk egyszerre. Végre hozzáférhetünk a populációs kódhoz, a mintázatokhoz, hogyan reprezentálja az agy világot.

Mindenkinek csokival teli cipőt kívánok!

Szerző: Gulyás Attila

Mátrix forradalmak: Mintagenerálás, önálló aktivitás, általánosítás, csoportosítás … A macskakölyök meséje: Hogyan formálódnak a hálózatok és hova jutnak el?