May 22, 2017

大脑中视觉运动的计算

Botond Roska及其在FMI的小组阐述了视网膜和视觉皮层如何在视觉运动感知中共同努力。他们发现,优先响应到反向图像运动的皮质电池取决于视网膜中的方向选择细胞的输入,而其他皮质电池较小地依赖于这种输入。

检测到 在视觉场景中的移动物体对动物至关重要。捕食者寻求捕捉其猎物和寻求逃避攻击的猎物必须感知到其他动物的运动方向。毫不奇怪,视觉系统包括多个专门的组件来执行此任务。

在眼睛中,有关运动方向的信息由专用视网膜电路提取。这些包括Starburst - 一种高度保守的细胞类型和方向选择性神经节细胞,其沿着四个基本方向之一响应视觉输入。在大脑中,主要 还含有方向选择性神经元。但是,它还没有得到很好的理解,这些视觉系统的两个组件如何共同努力,以及视网膜计算如何有助于皮质计算。

为了解决这个问题,博特罗希·米塞什生物医学研究所的博特罗卡群组的科学家采用了两种不同的方法。对于他们的第一个实验,他们使用了先天性眼球菌的小鼠模型,其中恒突细胞的缺陷导致沿视网膜中的水平轴线的方向选择性的损失。在第二组实验中,它们通过遗传烧蚀爆震细胞破坏了所有视网膜方向选择性。使用高密度微电极阵列(在Eth Zurich的Andreas Hierlemann的实验室中开发)和双光子显微镜(由匈牙利的Balazs Rozsa开发),他们然后监测神经元反应 在视网膜和视觉上 .

ROSKA实验室的博士后研究员Daniel Hillier解释说:“我们在视觉皮层的上层发现了一个有趣的不对称。在快速的视觉运动速度下,响应向后视觉运动的细胞比例大于更喜欢其他方向的细胞的比例。如果您认为,在具有横向定位的眼睛的动物中,前向运动导致后向图像运动,您开始了解底层逻辑:您很少看到鼠标向后运行,下降或飞行向上。向前运动是全身运动中最常见的运动,因此有意义的是,检测到后视运动的大脑中的运动传感器过度陈述。“

有趣的是,当在视网膜中扰乱方向选择性时,细胞的超重陈述偏向视觉运动消失。根据Hillier的说法,视觉皮层中有两种不同形式的视觉运动计算:“一个形式,调谐到向后方向和更高的速度,取决于视网膜中的星爆细胞计算的信号。其他形式,更广泛且均匀地覆盖不同的方向,与视网膜计算无关。“

因此,研究揭示了视网膜和皮质计算之间的相互作用的新光。 ROSKA评论:“视网膜方向选择性对具有横向定位眼睛(例如小鼠)的物种中皮质方向选择性的影响可能是对视觉系统的适应。视觉的计算方式 在里面 和视觉皮质在具有正面位置的眼睛的动物中适用于神经科学中的有趣问题。“



更多信息: Hillier D,Fiscella M,Drinnenberg A,Trenholm S,Rompani SB,Raics Z,Katona G,Juettner J,Hierlemann A,Rozsa B,Roska B(2017)鼠标皮质中的视网膜依赖和依赖性视觉计数的因果证据。 NAT。 neurosci.. nature.com/articles/doi:10.1038/nn.4566.
引文: 大脑中视觉运动的计算(2017年5月22日) 检索到2021年5月31日 from //xasqxhb.com/news/2017-05-visual-motion-brain.html
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