不对称运动神经元电路构成的视觉处理
罗斯卡和他的团队在FMI阐明视网膜和视觉皮层如何一起工作在视觉运动知觉。他们发现皮层细胞,优先响应向后运动图像,依赖于输入direction-selective细胞在视网膜上,而其他皮层细胞不依赖于这样的输入。
视觉场景探测移动物体的方向是至关重要的。捕食者试图捕捉猎物和猎物企图逃避攻击都有感知其他动物的运动方向。不出意料,视觉系统由几个专门的组件来执行该任务。
的眼睛,运动的方向信息提取视网膜由专门的电路。这些恒星暴增的包括细胞-一个高度保守的细胞类型和direction-selective神经节细胞,它对视觉输入的四个方位。在大脑中,初级视觉皮层还包含direction-selective神经元。然而,它还没有被很好地理解这两个视觉系统的组件如何一起工作,以及视网膜计算导致皮质计算。
为了解决这个问题,科学家罗斯卡弗雷德里希米歇尔生物医学研究所的小组采用两种不同的方法。为他们的第一个实验中,他们使用了先天性眼球震颤的小鼠模型,在亮光中缺陷细胞导致的损失沿水平轴方向选择性在视网膜上。在第二组实验中,他们扰乱了所有视网膜方向选择性通过基因去除星爆式重组的细胞。使用高密度微电极阵列(Andreas Hierlemann的实验室开发的苏黎世联邦理工学院)和双光子显微镜(由Balazs Rozsa在匈牙利),然后监测神经反应视觉运动在视网膜和视觉皮层。
第一作者丹尼尔•希利尔博实验室博士后,解释说:“我们发现一个有趣的不对称在视觉皮层的上层。在视觉运动速度快,细胞的比例对落后的视觉运动的比例大于细胞喜欢其他方向。如果你认为,在一个动物与横向定位眼睛,向前运动导致向后运动图像,你开始理解底层逻辑:你很少看到一个鼠标向后运行,向下或向上飞。向前运动是最常见的全身运动,因此有一个大脑的运动传感器检测向后传播的视觉运动。”
有趣的是,在视网膜方向选择性破坏时,细胞喜欢向后传播的视觉运动消失了。希利尔称,这表明有两种不同的形式的视觉运动计算视觉皮层:“一种形式,调整向后方向和更高的速度,取决于信号计算星爆式重组的细胞在视网膜上。另一种形式,覆盖更广泛的不同方向和均匀,独立于视网膜计算。”
因此研究启示了视网膜和大脑皮层之间的相互作用计算的视觉运动。博评论:“视网膜方向选择性的影响在物种外侧皮质方向选择性定位眼睛,如老鼠,可能是一个视觉系统的适应。如何计算在视网膜上的视觉运动和视觉皮层在动物与正面定位眼睛神经科学提出了有趣的问题。”
参考:
Hillier D, Fiscella M, Drinnenberg Trenholm年代,Rompani某人,Raics Z,卡托纳克,Juettner J, Hierlemann, Rozsa B, B的博通(2017)因果关系的证据retina-dependent在小鼠皮层和独立的视觉运动计算。Nat。>。
本文从提供的材料已经再版弗雷德里希米歇尔研究所。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。
