Lý thuyết về sự phát triển của tính chọn lọc tế bào thần kinh: tính đặc hiệu về phương hướng và tương tác hai mắt trong vỏ não thị giác

Sự phát triển của tính chọn lọc đối với kích thích trong vỏ não cảm giác chính của các động vật có xương sống bậc cao được xem xét trong một khuôn khổ toán học tổng quát. Một sơ đồ tiến hoá synapse kiểu mới được đề xuất, trong đó các kiểu hình đưa vào chứ không phải các nhánh cảm giác hội tụ cạnh tranh với nhau. Sự thay đổi trong hiệu quả của một synapse nhất định không chỉ phụ thuộc vào hoạt động của các synapse trước và sau ngay lập tức mà còn phụ thuộc vào giá trị trung bình theo thời gian thay đổi chậm của hoạt động sau synapse. Giả sử một dạng phi tuyến phù hợp cho sự phụ thuộc này, sự phát triển của tính chọn lọc đạt được dưới các điều kiện khá tổng quát về môi trường cảm giác. Không yêu cầu tính phi tuyến của khả năng tích hợp của neuron cũng như không cần giả định bất kỳ dạng nào cho mạch não trong. Điều này được minh hoạ lần đầu tiên trong những trường hợp đơn giản, ví dụ, khi môi trường bao gồm chỉ hai kích thích khác nhau được trình bày luân phiên theo cách ngẫu nhiên. Tuyên bố chính thức tiếp theo được đưa ra: trạng thái của hệ thống hội tụ với xác suất 1 đến các điểm có tính chọn lọc tối đa trong không gian trạng thái. Tiếp theo, chúng tôi xem xét vấn đề phát triển sớm của tính chọn lọc về phương hướng và tương tác hai mắt trong vỏ não thị giác chính. Bằng cách tạo ra một hình thức môi trường phù hợp, chúng tôi thu được các đường cong điều chỉnh phương hướng và sự thống trị mắt so sánh với những gì quan sát được ở các con mèo hoặc khỉ trưởng thành nuôi dưỡng bình thường. Các mô phỏng với đầu vào hai mắt và nhiều loại môi trường bình thường hoặc thay đổi cho thấy sự phù hợp tốt với dữ liệu thực nghiệm liên quan. Các thí nghiệm được gợi ý để có thể kiểm tra lý thuyết của chúng tôi thêm.