เมนูนำทาง
Superior colliculus หน้าที่การศึกษาในเรื่อง optic tectum มีประวัติเกี่ยวกับการเปลี่ยนแนวความคิดหลายครั้งหลายคราวก่อนปี ค.ศ. 1970 งานวิจัยโดยมากเป็นไปในสัตว์อื่นนอกจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมทั้งปลา กบ และสัตว์ปีกคือเป็นการศึกษาในสปีชีส์ที่เทคตัมเป็นโครงสร้างหลักในการรับข้อมูลจากตาความคิดพื้นฐานในเวลานั้นก็คือว่า ในสปีชีส์เหล่านี้เทคตัมเป็นศูนย์การเห็นหลักในสมองของสัตว์อื่นที่ไม่ใช่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและดังนั้น จึงมีส่วนเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมต่าง ๆ มากมาย
แต่ว่าในระหว่างคริสต์ทศวรรษ 1970 ถึง 1990 ก็มีการศึกษาด้วยการบันทึกสัญญาณประสาทในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นไปโดยมากในลิง และโดยมากเพ่งจุดสนใจไปที่หน้าที่ของ superior colliculus ในการควบคุมการเคลื่อนไหวตาการศึกษาในแนวนี้รับการตีพิมพ์มากเสียจนกระทั่งว่าความคิดของนักวิทยาศาสตร์โดยมากเห็นว่า การควบคุมตาเป็นหน้าที่สำคัญของ SC เพียงอย่างเดียวในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมซึ่งความเห็นเช่นนี้ก็ยังพบได้ในหนังสือวิชาการตราบเท่าทุกวันนี้
ในปลายคริสต์ทศวรรษ 1990 งานทดลองโดยใช้สัตว์ที่สามารถขยับหัวได้โดยอิสระพบหลักฐานที่ชัดเจนว่า จริง ๆ แล้ว SC เป็นจุดกำเนิดการเปลี่ยนการทอดสายตา (gaze shifts)ซึ่งรวมทั้งการเคลื่อนศีรษะและการเคลื่อนตา คือไม่ใช่เป็นการเคลื่อนตาโดยอย่างเดียวการค้นพบนี้จุดประกายให้เกิดความสนใจในหน้าที่อย่างอื่น ๆ ของ SC อีกและนำไปสู่งานวิจัยที่พบการประมวลข้อมูลจากประสาทสัมผัสอื่น ๆ ในหลาย ๆ สปีชีส์ และในหลาย ๆ สถานการณ์อย่างไรก็ดี บทบาทหน้าที่ของ SC ในการควบคุมตาเป็นเรื่องที่มีความเข้าใจดีกว่าหน้าที่อื่น ๆ ทั้งหมด
การศึกษาทางพฤติกรรมพบว่า SC ไม่จำเป็นในการรู้จำวัตถุแต่มีบทบาทที่ขาดไม่ได้ในการชี้นำพฤติกรรมไปสู่วัตถุซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้แม้จะขาดเปลือกสมอง[18]ดังนั้น แม้ว่า แมวที่มีความเสียหายออย่างสำคัญต่อคอร์เทกซ์สายตา (ในเปลือกสมอง) ไม่สามารถที่จะรู้จำวัตถุแต่ก็อาจจะยังสามารถติดตามและขยับอวัยวะและตัวไปตามทิศทางของวัตถุที่เคลื่อนไหวอยู่ แม้ว่าอาจจะช้ากว่าปกติแต่ถ้าว่า ครึ่งหนึ่งของ SC ถูกตัดออก แมวนั้นก็จะหมุนตัวไปรอบ ๆ ไปทางด้านของ SC ที่ถูกตัดออกและจะปรับอวัยวะและตัวเหมือนกับถูกบีบบังคับไปทางวัตถุที่อยู่ที่ด้านนั้นแต่จะไม่สามารถปรับอวัยวะและตัวไปสู่วัตถุที่อยู่ในด้านตรงกันข้ามความบกพร่องอย่างนี้จะค่อย ๆ หายไปเมื่อเวลาผ่านไปแต่จะไม่หายไปโดยสิ้นเชิง
ในไพรเมต การเคลื่อนไหวตานั้นสามารถแบ่งได้เป็น 4 อย่าง คือ
แม้ว่า SC จะมีบทบาทในการเคลื่อนไหวตาเหล่านี้ทั้งหมด แต่หน้าที่เกี่ยวกับ saccades เป็นส่วนที่ได้รับการศึกษาแล้วมากที่สุด
SC แต่ละข้างของซีกสมอง มีแผนที่ 2 มิติเป็นตัวแทนของลานสายตากึ่งด้านส่วนรอยบุ๋มจอตา (fovea) ซึ่งเป็นส่วนที่สามารถรับข้อมูลได้อย่างละเอียดที่สุด ปรากฏที่สุดด้านหน้าของแผนที่และส่วนรอบ ๆ สายตา (peripheral) ปรากฏที่สุดด้านหลังของแผนที่การเคลื่อนไหวตาเกิดขึ้นเพราะการทำงานในชั้นลึก ๆ ของ SC
ในระหว่างการตรึงตา นิวรอนใกล้ด้านหน้า ซึ่งรับข้อมูลมาจากรอยบุ๋มจอตา จะมีการส่งสัญญาณแบบ tonic (ไปเรื่อย ๆ แบบไม่ถี่)ส่วนในระหว่าง smooth pursuit นิวรอนส่วนกระเถิบไปอีกหน่อยหนึ่งจากด้านหน้าจะส่งสัญญาณ ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนไหวตาแบบเป็นไปทีละน้อยสำหรับ saccades นิวรอนซึ่งเป็นตัวแทนจุดที่ตาจะไปทอดลง จะเกิดการทำงานคือ ก่อนที่ saccade จะเกิดขึ้น จะมีการเพิ่มการทำงานของนิวรอนในจุดที่ตาจะไปทอดลงอย่างรวดเร็ว และการทำงานในส่วนอื่น ๆ ของ SC ก็จะลดลงแต่ว่า การเข้ารหัสตำแหน่งค่อนข้างที่จะกว้าง คือ สำหรับการเคลื่อนไหวตาแบบ saccade ครั้งหนึ่ง ๆ ระดับการส่งสัญญาณของนิวรอนรอบ ๆ จะมีลักษณะเป็น "เนินเขา" ซึ่งครอบคลุมส่วนหนึ่ง ๆ ของแผนที่ใน SCโดยที่ตำแหน่งของ "ยอดเขา" เป็นตำแหน่งเป้าหมายของ saccade
แม้ว่า SC จะเข้ารหัสจุดเป้าหมายของการเปลี่ยนการทอดสายตา แต่ไม่ปรากฏว่าเป็นส่วนที่กำหนดการเคลื่อนไหวตาและศีรษะเป็นลำดับเพื่อจะให้สำเร็จเป้าหมายนั้นได้[19]การแปลงสัญญาณเป้าหมายการทอดสายตาออกให้เป็นการเคลื่อนไหวศีรษะและตา ให้เป็นวิถีการเคลื่อนไหวของตาในระหว่าง saccadeอาศัยการประมวลผลข้อมูลจาก SC และจากส่วนอื่น ๆ ในสมอง โดยเขตสั่งการต่าง ๆ ที่รับสัญญาณจาก SCซึ่งเป็นกระบวนการที่ยังไม่มีความเข้าใจกันดีแต่ไม่ว่ากระบวนการนั้นจะเป็นไปได้อย่างไรSC ก็ยังเป็นส่วนที่เข้ารหัสตำแหน่งเป้าหมายโดยแผนที่ภูมิลักษณ์แบบ retinotopicนั่นก็คือ รูปแบบการทำงานของ SC บอกถึงออฟเซต (ระยะและทิศทางที่แตกต่าง) จากตำแหน่งที่ตากำลังจ้องมองโดยไม่เกี่ยวข้องว่าตำแหน่งเริ่มต้นของตาจะอยู่ที่ไหน[20]
ยังมีข้อขัดแย้งว่า SC เพียงแต่เริ่มสั่งการเคลื่อนไหวของตาแล้วโครงสร้างอื่น ๆ จึงทำการปฏิบัติการ หรือว่า แม้ SC ก็ทำการปฏิบัติการด้วยเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวตาแบบ saccadeในปี ค.ศ. 1991 มูโนซ์และคณะ เสนอโดยใช้ข้อมูลจากงานวิจัยของตนว่า ในช่วงที่เกิด saccade"เนินเขา" ที่แสดงการทำงานของ SC มีการเคลื่อนไปอย่างช้า ๆซึ่งแสดงออฟเซตที่กำลังแปรเปลี่ยนไปของตาจากตำแหน่งเป้าหมาย[21]ถึงอย่างนั้น ในปัจจุบัน ความเห็นหลักของเหล่านักวิทยาศาตร์ก็คือว่าแม้ว่า เนินเขานั้นจะย้ายตำแหน่งไปเล็ก ๆ น้อย ๆ ในระหว่าง saccadeแต่ว่า การย้ายตำแหน่งนั้นไม่เป็นไปอย่างคงที่คงวาและไม่เป็นสัดส่วนดังที่สมมุติฐาน "เนินเขาเคลื่อนที่" นั้นพยากรณ์[22]
ส่วนสั่งการของ SC ส่งสัญญาณขาออกไปยังนิวเคลียสในสมองส่วนกลางและก้านสมองซึ่งเปลี่ยนการเข้ารหัสโดยตำแหน่งใน SC ไปเป็นการเข้ารหัสโดยความถี่ศักยะงานที่ใช้กันในกลุ่มนิวรอน oculomotorการเคลื่อนไหวตาเกิดขึ้นได้อาศัยกล้ามเนื้อหกมัด ซึ่งแบ่งเป็น 3 คู่ คู่หนึ่ง ๆ ตั้งฉากกับคู่อื่น ๆดังนั้น ในระดับสุดท้ายของการเคลื่อนไหวตา การเข้ารหัสเป็นไปตามระบบพิกัดคาร์ทีเซียน
แม้ว่า SC จะรับสัญญาณโดยตรงที่มีกำลังจากจอตาแต่ในไพรเมต SC จะได้รับการควบคุมจากเปลือกสมองโดยหลักซึ่งประกอบด้วยเขตต่าง ๆ ที่มีหน้าที่กำหนดการเคลื่อนไหวตา[23] คือ
SC รับข้อมูลจากตาที่ชั้นนอก ๆ เท่านั้นคือชั้นที่ลึกลงไปรับข้อมูลจากหูและจากกายและมีการเชื่อมต่อกับเขตสั่งการที่ตอบสนองต่อข้อมูลประสาทสัมผัสต่าง ๆโดยรวม ๆ แล้ว เชื่อกันว่า SC มีหน้าที่ช่วยปรับศีรษะและตาไปทางสิ่งที่เห็นและได้ยิน[4][24][25][26]
SC รับข้อมูลการได้ยินมาจาก inferior colliculusมีการประสานข้อมูลทางหูกับข้อมูลทางตามีผลเป็นการรับรู้ว่า ใครเป็นคนพูด (และทำให้เกิดการแปลสิ่งเร้าผิดว่า หุ่นที่อยู่ในมือเป็นผู้พูดแทนผู้พากย์เสียง)
สมองส่วนหลัง (hindbrain) และสมองส่วนกลาง มุมมองจากข้างหลังด้านข้าง (postero-lateral) SC มีสีน้ำเงินเมนูนำทาง
Superior colliculus หน้าที่ใกล้เคียง
Superior colliculus Superiority bias Superior semicircular canal Superior temporal gyrus Superior frontal gyrus Superior pancreaticoduodenal artery Superior rectus Superior oblique Superior border of scapula Superior temporal sulcusแหล่งที่มา
WikiPedia: Superior colliculus http://brain.phgy.queensu.ca/doug/www/publications... http://www.yorku.ca/jdc/articles/KlierWangCraw_NN_... http://www.biomedcentral.com/1471-213X/7/32 http://education.yahoo.com/reference/gray/subjects... http://braininfo.rprc.washington.edu/Scripts/hierc... http://www.neuroanatomy.wisc.edu/virtualbrain/Brai... //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1865376 //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2438418 //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2571994 //www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10607648