Ֆոսֆեն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
artistic representation of phosphenes
Պատկերավոր ֆոսֆենների ներկայացումը ցանցաթաղանթի գրգռման միջոցով։

Ֆոսֆենը (հուն․՝ φῶς` լույս, , φαίνω՝ ցուցադրել) լույս տեսնելու երևույթ է՝ առանց աչքի մեջ ընկնելու։ Ֆոսֆենները, որոնք առաջանում են շարժման կամ ձայնի միջոցով, կարող են կապված լինել օպտիկական նևրիտի հետ[1][2]։

Ֆոսֆենները կարող են առաջանալ ցանցաթաղանթի կամ տեսողական ծառի կեղևի մեխանիկական, էլեկտրական կամ մագնիսական խթանման միջոցով։

Պատճառներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Մեխանիկական գրգռում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ամենատարածված ֆոսֆենները ճնշման ֆոսֆեններն են, որոնք առաջանում են փակ աչքերի վրա կամ մոտ շփում կամ ճնշում գործադրելու հետևանքով։ Նրանք հայտնի են հնագույն ժամանակներից և նկարագրված են հույների կողմից[3]։ Ճնշումը մեխանիկորեն գրգռում է ցանցաթաղանթի բջիջները։ Փորձառությունները ներառում են տեսողական դաշտի մգացում, որը շարժվում է շփման դեմ, ցրված գունավոր շերտ, որը նույնպես շարժվում է հպման դեմ, լավ հստակեցված ձևեր, ինչպիսիք են վառ շրջանակները, որոնք առկա են ճնշման կիրառման վայրի մոտ կամ հակառակ[4], ցրվող և անընդհատ փոփոխվող և դեֆորմացվող լուսային ցանց՝ երբեմն-երբեմն մուգ բծերով և ինտենսիվ կապույտ լուսային կետերի նոսր դաշտ։ Ճնշման ֆոսֆենները կարող են կարճ ժամանակ պահպանվել շփումը դադարելուց և աչքերը բացելուց հետո, ինչը թույլ է տալիս ֆոսֆեններին տեսնել տեսողական դաշտում։ Հերման Հելմհոլցը և ուրիշները հրապարակել են իրենց ճնշման ֆոսֆենների գծագրերը։ Ճնշման ֆոսֆենի օրինակներից մեկը դրսևորվում է մի աչքի կողմը մեղմորեն սեղմելով և հակառակ կողմում լույսի գունավոր օղակը դիտելով, ինչպես մանրամասնել է Իսահակ Նյուտոնը[5][6][7]։

Մեկ այլ տարածված ֆոսֆեն է «աստղեր տեսնելը» փռշտոցից, ծիծաղից, ծանր և խորը հազից, գլխին հարվածելուց կամ ցածր արյան ճնշումից (օրինակ՝ շատ արագ ոտքի կանգնելուց կամ ուշագնացությունից առաջ)։ Հնարավոր է, որ դրանք ներառում են ցանցաթաղանթի որոշակի մեխանիկական խթանում, բայց դրանք կարող են ներառել նաև տեսողական ծառի կեղևի կամ տեսողական համակարգի այլ մասերի նեյրոնների մեխանիկական և նյութափոխանակության խթանում (օրինակ՝ ցածր թթվածնացումից կամ գլյուկոզայի պակասից)։

Հազվադեպ, ֆոսֆենները կարող են առաջանալ նաև ցանցաթաղանթի որոշ հիվանդությունների և նյարդերի պատճառով, ինչպիսիք են ցրված սկլերոզը։

Էլեկտրական գրգռում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆոսֆենները ստեղծվել են ուղեղի էլեկտրական խթանման արդյունքում, որը հայտնել է նյարդաբան Օթֆրիդ Ֆորսթերը դեռ 1929 թվականին։ Բրինդլին և Լյուինը (1968 թ.) 52-ամյա կույր կնոջ տեսողական ծառի կեղևի մեջ մտցրեցին խթանող էլեկտրոդների մատրիցա՝ օգտագործելով փոքր Էլեկտրաէներգիայի իմպուլսները ֆոսֆեններ ստեղծելու համար։ Այս ֆոսֆենները անգույն կամ գունավոր լույսի կետեր, գծեր և շերտեր էին[8]։ Բրինդլին և Ռաշթոնը (1974 թ․) օգտագործել են ֆոսֆենները տեսողական պրոթեզ ստեղծելու համար, այս դեպքում օգտագործելով ֆոսֆենները՝ պատկերելու Բրայլի գծերը։

Վերջին տարիներին հետազոտողները հաջողությամբ մշակել են ուղեղ-համակարգիչ ծրագիրը կամ նեյրոպրոթեզավորումը, որոնք խթանում են ֆոսֆեններին վերականգնելու տեսողությունը դժբախտ պատահարների հետևանքով կուրացած մարդկանց համար։

Ապացուցված է, որ ոչ ինվազիվ տեխնիկան, որն օգտագործում է էլեկտրոդներ գլխամաշկի վրա, տրանսգանգային մագնիսական խթանումը, նույնպես արտադրում է ֆոսֆեններ[9]։

Մարդկանց հետ իրականացված փորձերը ցույց են տվել, որ երբ տեսողական ծառի կեղևը գրգռվում է կալկարինային ճեղքվածքից վեր, տեսադաշտի ստորին հատվածում արտադրվում են ֆոսֆեններ և հակառակը[10]։

Ֆոսֆենները արտադրվել են ինտենսիվ, փոփոխվող մագնիսական դաշտերի միջոցով, ինչպիսիք են տրանսգանգային մագնիսական խթանումը։ Այս դաշտերը կարող են տեղադրվել գլխի տարբեր մասերում՝ տեսողական համակարգի տարբեր մասերում բջիջները գրգռելու համար։ Դրանք կարող են առաջանալ նաև փոփոխական հոսանքների միջոցով, որոնք ներքաշում են նյարդային ալիքները, ինչպես նաև տրանսգանգային փոփոխական հոսանքի խթանման դեպքում։ Այս դեպքում դրանք հայտնվում են ծայրամասային տեսողական դաշտում[11]։ Այս հայցը վիճարկվել է։ Այլընտրանքային վարկածն այն է, որ հոսանքը, որը տարածվում է ծոծրակային էլեկտրոդից, առաջացնում է ֆոսֆեններ ցանցաթաղանթում[12][13][14]։ Մագնիսական դաշտերից ստեղծված ֆոսֆենները հայտնի են որպես մագնիտոֆոսֆեններ։

Տիեզերքում ճառագայթման ենթարկված տիեզերագնացները հայտնել են, որ տեսել են ֆոսֆեններ։ Ռադիոթերապիայի ենթարկվող հիվանդները հայտնել են, որ բուժման ընթացքում տեսել են կապույտ լույսի շողեր։ Պարզվել է, որ հիմքում ընկած երևույթը նման է Չերենկովյան ճառագայթմանը։

Մեխանիզմ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Տեսողության հետազոտողների մեծ մասը կարծում է, որ ֆոսֆենները առաջանում են տեսողական համակարգի բնականոն գործունեության արդյունքում՝ նրա մասերից մեկի գրգռումից հետո, բացի լույսից։ Հնագույն, կասկածելի տեսությունն այն է, որ լույսն առաջանում է աչքի մեջ[15]։ Այս տեսության տարբերակը վերածնվել է, բացառությամբ, ըստ նրա հեղինակի «ֆոսֆենային լույսերը ենթադրվում է պայմանավորված են տեսողական համակարգի տարբեր մասերում (ցանցաթաղանթից) բջիջների առաջացած կամ ինքնաբուխ աճող բիոֆոտոնի արտանետման ներքին ընկալմամբ (ցանցաթաղանթից դեպի կեղև)»[16]։

Մարդաբանական հետազոտություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

1988 թվականին Դեյվիդ Լյուիս-Ուիլիամսը և Տ. Ա. Դաուսոնը հոդված են հրապարակել ֆոսֆենների և այլ էնտոպտիկ երևույթների մասին։ Նրանք պնդում էին, որ Վերին պալեոլիթի ոչ պատկերավոր արվեստը պատկերում է ֆոսֆենների և նյարդաբանական «ձևի հաստատունների» տեսիլքներ, որոնք հավանաբար ուժեղացված են հալյուցինոգեն դեղամիջոցներով[17]։

Հետազոտություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • Հետազոտությունը ուսումնասիրել է կույրերի տեսողական պրոթեզը, որը ներառում է էլեկտրոդների զանգվածների օգտագործում, որոնք տեղադրվում են գանգում ծոծրակային բլթի վրա՝ ֆոսֆեններ արտադրելու համար։ Այս տեսակի երկարաժամկետ իմպլանտներ են եղել։ Ռիսկերը, ինչպիսիք են վարակները և նոպաները, խոչընդոտ են հանդիսացել դրանց զարգացման համար[18]։
  • Հաղորդվում է, որ հնարավոր է օգտագործել ֆոսֆենները որպես ուղեղի և ուղեղի հաղորդակցման համամակարգի մաս։ Համակարգն անվանվել է «Ուղեղի ցանց», որն արտադրում է ֆոսֆեններ՝ օգտագործելով տրանսկրանիալ մագնիսական գրգռում։ Հետազոտության նպատակն է միացնել մտածող ուղեղը ուղեղին, օգտագործելով մի համակարգ, որտեղ ազդանշանները հայտնաբերվում են էլեկտրաուղեղագրության (ԷՈՒԳ) միջոցով և փոխանցվում են տրանսկրանիալ մագնիսական գրգռման միջոցով։ Փորձարկումն իրականացրել են 5 տարբեր խմբերի հետ, որոնցից յուրաքանչյուրում երեք մարդ է եղել։ Բաժանվել էին երկու խմբի, երկուսը գործում էին որպես ուղարկողներ և միացված էին ԷՈՒԳ էլեկտրոդներին, իսկ երրորդ անձը գործում էր որպես ստացող, որը կրում էր տրանսկրանալ մագնիսական խթանման սաղավարտը։ Յուրաքանչյուր մարդ տեղավորվելլ է հեռուստացույցի էկրանի առջև Տետրիս խաղի ոճով։ Ուղարկողները պետք է որոշեին, թե արդյո՞ք անհրաժեշտություն կա պտտել ընկնող բլոկները՝ առանց դրանք պտտելու հնարավորության, միայն ստացողը կարող էր կատարել այս գործողությունը։ Յուրաքանչյուր էկրանի եզրերին կային երկու պատկեր՝ երկու տարբեր հաճախականությամբ երկու թարթող լույսերով (մեկը՝ 15 Հց, մյուսը՝ 17 Հց)։ Ուղարկողը կենտրոնացել է մեկ պատկերի կամ մյուսի վրա՝ ազդանշան տալու, որ բլոկը պետք է պտտվի աջ կամ ձախ։ ԷՈՒԳ-ն արտադրեց եզակի ազդանշան, որը փոխանցվեց ստացողի տրանսկրանալ մագնիսական խթանման սաղավարտին, որը ընկալեց ֆոսֆեններ, որոնք տարբերվում էին 15 Հց և 17 Հց հաճախականությամբ և պտտեց բլոկը համապատասխան ուղղությամբ։ Փորձը հասել է 81% հաջողության[19]։

Տես նաև[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Davis F. A., Bergen D., Schauf C., McDonald I., Deutsch W. (1 November 1976)։ «Movement phosphenes in optic neuritis: A new clinical sign»։ Neurology 26 (11): 1100–1104։ PMID 988518։ doi:10.1212/wnl.26.11.1100 
  2. Page N., Bolger J., Sanders M. (1 January 1982)։ «Auditory evoked phosphenes in optic nerve disease»։ Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry 45 (1): 7–12։ PMC 491258։ PMID 7062073։ doi:10.1136/jnnp.45.1.7 
  3. Grüsser Otto-Joachim, Hagner Michael (February 1990)։ «On the history of deformation phosphenes and the idea of internal light generated in the eye for the purpose of vision»։ Documenta Ophthalmologica 74 (1–2): 57–85։ PMID 2209368։ doi:10.1007/bf00165665 
  4. Sellman TK (2018-03-11)։ «Phosphenes: Your Own Personal Aurora Borealis»։ MultipleSclerosis.net (անգլերեն)։ Վերցված է 2020-02-02 
  5. Newton Isaac։ «Laboratory Notebook»։ cudl.lib.cam.ac.uk։ Cambridge Digital Library։ Վերցված է 9 October 2014 
  6. Newton Isaac, McGuire J. E, Tamny Martin (2002)։ Certain philosophical questions: Newton's Trinity notebook։ Cambridge University Press։ էջ 386։ ISBN 978-0-521-53066-8։ OCLC 728748184 
  7. «From the library»։ British Journal of Ophthalmology 87 (10): 1308։ 1 October 2003։ doi:10.1136/bjo.87.10.1308 
  8. Brindley G. S., Lewin W. S. (1 May 1968)։ «The sensations produced by electrical stimulation of the visual cortex»։ The Journal of Physiology 196 (2): 479–493։ PMC 1351724։ PMID 4871047։ doi:10.1113/jphysiol.1968.sp008519 
  9. Cowey Alan, Walsh Vincent (2001)։ «Chapter 26: Tickling the brain: studying visual sensation, perception and cognition by transcranial magnetic stimulation»։ in Casanova Christian, Ptito Maurice։ Vision: From Neurons to Cognition, Volume 1։ Gulf Professional Publishing։ էջեր 411–25։ ISBN 978-0-444-50586-6 
  10. Tehovnik E. J., Slocum W. M., Carvey C. E., Schiller P. H. (January 2005)։ «Phosphene Induction and the Generation of Saccadic Eye Movements by Striate Cortex»։ Journal of Neurophysiology 93 (1): 1–19։ PMID 15371496։ doi:10.1152/jn.00736.2004 
  11. Kanai Ryota, Chaieb Leila, Antal Andrea, Walsh Vincent, Paulus Walter (December 2008)։ «Frequency-Dependent Electrical Stimulation of the Visual Cortex»։ Current Biology 18 (23): 1839–1843։ PMID 19026538։ doi:10.1016/j.cub.2008.10.027 
  12. Kar Kohitij, Krekelberg Bart (15 October 2012)։ «Transcranial electrical stimulation over visual cortex evokes phosphenes with a retinal origin»։ Journal of Neurophysiology 108 (8): 2173–2178։ PMC 3545027։ PMID 22855777։ doi:10.1152/jn.00505.2012 
  13. Schwiedrzik Caspar (2009)։ «Retina or visual cortex? The site of phosphene induction by transcranial alternating current stimulation»։ Frontiers in Integrative Neuroscience 3: 6։ PMC 2691656։ PMID 19506706։ doi:10.3389/neuro.07.006.2009 
  14. Schutter Dennis J.L.G., Hortensius Ruud (July 2010)։ «Retinal origin of phosphenes to transcranial alternating current stimulation»։ Clinical Neurophysiology 121 (7): 1080–1084։ PMID 20188625։ doi:10.1016/j.clinph.2009.10.038 
  15. Grüsser OJ, Grüsser-Cornehls U, Hagner M, Przybyszewski AW (1989)։ «Purkynĕ's description of pressure phosphenes and modern neurophysiological studies on the generation of phosphenes by eyeball deformation.»։ Physiologia Bohemoslovaca 38 (4): 289–309։ PMID 2531426 
  16. Bókkon István (May 2008)։ «Phosphene phenomenon: A new concept»։ Biosystems 92 (2): 168–174։ PMID 18358594։ doi:10.1016/j.biosystems.2008.02.002 
  17. Lewis-Williams J. D., Dowson T. A., Bahn Paul G., Bednarik Robert G., Clegg John, Consens Mario, Davis Whitney, Delluc Brigitte, Delluc Gilles, Faulstich Paul, Halverson John, Layton Robert, Martindale Colin, Mirimanov Vil, Turner Christy G., Vastokas Joan M., Winkelman Michael, Wylie Alison (April 1988)։ «The Signs of All Times: Entoptic Phenomena in Upper Palaeolithic Art [and Comments and Reply]»։ Current Anthropology 29 (2): 201–245։ JSTOR 2743395։ doi:10.1086/203629 
  18. Lewis Philip M., Rosenfeld Jeffrey V. (January 2016)։ «Electrical stimulation of the brain and the development of cortical visual prostheses: An historical perspective»։ Brain Research 1630: 208–224։ PMID 26348986։ doi:10.1016/j.brainres.2015.08.038 
  19. Jiang Linxing, Stocco Andrea, Losey Darby M., Abernethy Justin A., Prat Chantel S., Rao Rajesh P. N. (26 September 2018)։ «BrainNet: A Multi-Person Brain-to-Brain Interface for Direct Collaboration Between Brains»։ arXiv:1809.08632։ doi:10.1101/425066