Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản ứng của các nơ-ron ở khu vực V1 và MT của khỉ rhesus tỉnh táo với các mẫu chấm ngẫu nhiên chuyển động
Tóm tắt
Chúng tôi nghiên cứu phản ứng của các đơn vị đơn lẻ đối với các mẫu chấm ngẫu nhiên chuyển động tại các khu vực V1 và MT của khỉ macaque tỉnh táo. Hầu hết các tế bào có thể được kích thích bởi các mẫu như vậy; tuy nhiên, nhiều tế bào trong V1 không đưa ra phản ứng nhất quán mà chỉ phát ra xung vào một thời điểm cụ thể trong quá trình trình bày kích thích. Do đó, các mẫu chấm khác nhau có thể tạo ra phản ứng khác biệt rõ rệt tại bất kỳ thời điểm nhất định nào, mặc dù phản ứng trung bình theo thời gian thì tương tự nhau. So sánh tính hướng của các tế bào ở cả V1 và MT sử dụng các mẫu chấm ngẫu nhiên cho thấy các tế bào của MT có tính hướng rõ ràng hơn nhiều. Thêm vào đó, các ước lượng của chúng tôi về tỷ lệ phần trăm các tế bào hướng ở cả hai khu vực nhất quán với các báo cáo trước đây sử dụng các kích thích khác. Tuy nhiên, chúng tôi không tìm thấy tính hai cực của tính hướng trong V1 như đã được báo cáo trong một số nghiên cứu khác. Phương sai liên quan đến phản ứng đã được xác định cho từng tế bào đơn lẻ. Cả hai khu vực đều cho thấy phương sai tương đương với phản ứng trung bình, điều này cho thấy không có sự khác biệt đáng kể giữa vỏ não khu vực ngoài và vỏ não khu vực thị giác chính. Các ước lượng này đồng thuận rộng rãi (mặc dù phương sai có vẻ thấp hơn một chút) với các tế bào V1 của mèo bị gây mê. Phản ứng của tế bào MT đã được mô phỏng trên máy tính từ các ước lượng thu được từ các ghi nhận của đơn vị đơn lẻ. Trong khi độ nhạy hướng của các tế bào MT khá rộng (bề rộng nửa độ cao trung bình khoảng 50°) nhưng cho thấy rằng các tế bào có thể phân biệt được các thay đổi nhỏ hơn nhiều về hướng, và hiệu suất của các tế bào có phân biệt nhỏ nhất tương đương với ngưỡng đo được với các đối tượng con người sử dụng cùng một kích thích (khoảng 1.1°). Các phân biệt tối thiểu cho từng tế bào xuất hiện không ở hướng ưa thích, tức là, đỉnh của các đường cong điều chỉnh của chúng, mà nằm ở các sườn dốc của các đường cong điều chỉnh đó. Kết quả này gợi ý rằng các tế bào có thể trung gian trong phân biệt hướng chuyển động không nhất thiết phải là các tế bào nhạy cảm nhất với hướng đó.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Adelson EH, Bergen JR (1985) Spatiotemporal energy models for the perception of motion. J Opt Soc Am A 2:284–299
Albright TD (1984) Direction and orientation selectivity of neurons in visual area MT of the macaque. J Neurophysiol 52:1106–1130
Albus K (1980) The detection of movement direction and effects of contrast reversal in the cat's striate cortex. Vision Res 20:289–293
Baker CL, Braddick OJ (1982) The basis of area and dot number effects in random dot motion perception. Vision Res 22:1253–1259
Ball K, Sekuler R, Machamer J (1979) Detection and identification of moving targets. Vision Res 23:229–238
Borst A, Egelhaaf M (1989) Principles of visual motion detection. Trends Neurosci 12:297–306
Bradley A, Skottun BC, Ohzawa I, Sclar G, Freeman RD (1987) Visual orientation and spatial frequency discrimination: a comparison of single neurons and behavior. J Neurophysiol 57:755–772
De Bruyn B, Orban GA (1988) Human velocity and direction discrimination measured with random dot patterns. Vision Res 28:1323–1335
De Valois RL, Yund EW, Hepler NK (1982a) The orientation and direction selectivity of cells in macaque visual cortex. Vision Res 22:531–544
De Valois RL, Albrecht DG, Thorell LG (1982b) Spatial frequency selectivity of cells in macaque visual cortex. Vision Res 22:545–559
Dean AF (1981) The variability of discharge of simple cells in the cat striate cortex. Exp Brain Res 44:437–440
Dow BM, Snyder AZ, Vautin RG, Bauer R (1981) Magnification factor and receptive field size in foveal striate cortex of the monkey. Exp Brain Res 44:214–228
Downing C, Movshon JA (1989) Spatial and temporal summation in the detection of motion in stochastic random dot displays. Invest Ophthal Vis Sci (Suppl) 30:72
Gattass R, Gross CG (1981) Visual topography of striate projection zone (MT) in posterior temporal sulcus of the macaque. J Neurophysiol 46:621–638
Gilbert CD (1977) Laminar differences in receptive field properties of cells in cat primary visual cortex. J Physiol (London) 268:391–421
Gulyás B, Orban GA, Duysens J, Maes H (1987) The suppressive influence of moving textured backgrounds on responses of cat striate neurons to moving bars. J Neurophysiol 57:1767–1791
Hammond P, MacKay DM (1975) Differential responses of cat visual cortical cells to textured stimuli. Exp Brain Res 22:427–430
Hammond P, MacKay DM (1977) Differential responsiveness of simple and complex cells in cat striate cortex to visual texture. Exp Brain Res 30:275–296
Hammond P, Pomfrett CJD (1989) Visual texture: a tool for distinguishing simple from complex neurons in the cat's striate cortex and for elucidating cortical processing Ophthal Physiol Opt 9:345
Hawken MJ, Parker AJ, Lund JS (1988) Laminar organization and contrast sensitivity of direction-selective cells in the striate cortex of the Old World monkey. J Neurosci 8:3541–3548
Heggelund P, Albus K (1978) response variability and orientation discrimination of single cells in striate cortex of cat. Exp Brain Res 32:197–211
Holub RA, Morton-Gibson M (1981) Response of visual cortical neurons of the cat to moving sinusoidal gratings: response-contrast functions and spatiotemporal interactions. J Neurophysiol 46:1244–1259
Livingstone M, Hubel DH (1981) Effects of sleep and arousal on the processing of visual information in the cat. Nature (London) 291:554–561
Mikami A, Newsome WT, Wurtz RH (1986) Motion selectivity in macaque visual cortex. I. Mechanisms of direction and speed selectivity in extrastriate area MT. J Neurophysiol 55:1308–1327
Motter BC, Poggio GF (1984) Binocular fixation in the rhesus monkey: spatial and temporal characteristics. Exp Brain Res 54:304–314
Nakayama K, Tyler CW (1981) Psychophsical isolation of movement sensitivity by removal of familiar position cues. Vision Res 21:427–433
Newsome WT, Britten KH, Movshon JA (1989) Neuronal correlates of a perceptual decision. Nature (London) 341:52–54
Newsome WT, Paré EB (1988) A selective impairment of motion perception following lesions of the middle temporal visual area (MT). J Neurosci 8:2201–2211
Parker A, Hawken M (1985) Capabilities of monkey cortical cells in spatial-resolution tasks. J Opt Soc Am 2:1101–1114
Regan D, Beverley KI (1983) Spatial frequency discrimination and detection and comparison of post-adaptation threshold. J Opt Soc Am 1684–1690
Robinson DA (1963) A method of measuring eye movement using a scleral search coil in a magnetic field. IEEE Transact Biomed Eng 10:137–145
Rose D (1979) An analysis of the variability of unit activity in the cat's visual cortex. Exp Brain Res 37:595–604
van Santen JPH, Sperling G (1985) Elaborated Reichardt detectors. J Opt Soc Am 2:300
Schiller PH, Finlay BL, Volman SE (1976) Quantitative studies of single-cell properties in monkey striate cortex. I. Spatiotemporal organization of receptive fields. J Neurophysiol 39:1288–1319
Scobey RP, Gabor AJ (1989) Orientation discrimination sensitivity of single units in cat primary visual cortex. Exp Brain Res 77:398–406
Skottun BC, Grosof DH, De Valois RL (1988) Responses of simple and complex cells to random dot patterns: a quantitative comparison. J Neurophysiol 59:1719–1735
Snodderly DM, Kurtz D (1985) Eye position during fixation tasks: comparison of macaque and human. Vision Res 25:83–98
Snowden RJ, Erickson RG, Treue S, Andersen RA (1990) Transparent motion stimuli reveal divisive inhibition in area MT of macaque. Invest Ophthal Vis Sci (Suppl) 31:399
Snowden RJ, Treue S, Erickson RG, Andersen RA (1991) The response of area MT and V1 neurons to transparent motion. J Neurosci (in press)
Tolhurst DJ, Movshon JA, Thompson ID (1981) The dependence of response amplitude and variance of cat visual cortical neurones on stimulus contrast. Exp Brain Res 41:414–419
Tolhurst DJ, Movshon JA, Dean AF (1983) The statistical reliability of signals in single neurons in cat and monkey visual cortex. Vision Res 23:775–785
Vogels R, Spileers W, Orban GA (1989) The response variability of striate cortical neurons in the behaving monkey. Exp Brain Res 77:432–436
Werner G, Mountcastle VB (1963) The variability of central neural activity in a sensory system, and its implications for the central reflection of sensory events. J Neurophysiol 26:958–977
Zeki SM (1974) Functional organization of a visual area in the posterior bank of the superior temporal sulcus of the rhesus monkey. J Physiol (London) 236:549–573
Zohary E, Hillman P, Hochstein S (1990) Time course of perceptual discrimination and single neuron reliability. Biol Cybern 62:475–486