Kikkerter neuroner

Kikkerter neuroner er neuroner i det visuelle system, som hjælper i skabelsen af ​​stereopsis fra binokulære ulighed. De er blevet fundet i den primære visuelle cortex, hvor den indledende fase af binokulære konvergens begynder. Kikkerter neuroner modtager input fra både højre og venstre øjne og integrere signalerne sammen om at skabe en opfattelse af dybde.

Historie

I det 19. århundrede Charles Wheatstone fastslået, at retinal forskel var en stor bidragyder til dybde perception. Ved hjælp af en stereoscope, viste han, at horisontale forskel anvendes af hjernen til at beregne den relative dybder af forskellige objekter i 3-dimensionalt rum i forhold til et fast punkt. Denne proces kaldes stereopsis. To hovedklasser af celler i visuelle cortex blev identificeret af David H. Hubel og Torsten Wiesel i 1962 gennem deres undersøgelse af kattens primære visuelle cortex. Disse klasser blev kaldt simple og komplekse celler, der adskiller sig, hvordan deres receptive felter reagerer på lys og mørke stimuli. Béla Julesz i 1971 brugte tilfældige dot stereogrammer til at finde, at monokulare dybdeindikationer, såsom skygge, er ikke påkrævet for stereoskopisk syn. Ulighed selektive celler blev først registreret i striate cortex af katten af ​​Peter Orlebar Bishop og John Douglas Pettigrew i slutningen af ​​1960'erne, men denne opdagelse var uventet og var ikke offentliggjort før 1986. Disse forskellene i selektive celler, også kendt som binokulære neuroner, var igen fundet i vågen opfører makak abe i 1985. Derudover har befolkningsundersøgelser reaktioner binokulære neuroner blevet fundet i humane ventrale og dorsale veje ved hjælp af fMRI.

Neuroanatomi

Både ryg og ventrale veje bidrager til opfattelsen af ​​dybde. Binokulære neuroner er til stede så tidligt som lateral geniculate nucleus i thalamus, og de fleste neuroner i den visuelle cortex uden for lag 4 er kikkert. Kikkerter neuroner vises i striate cortex, den prestriate cortex, den ventrale extrastriate området, dorsale extrastriate område, mediale overlegen tidsmæssig område, caudale intraparietal område, og en samling af områder i den forreste ringere temporale cortex. Neuroner i cortex prestriate er mere følsomme over for forskellige forskelle end dem i striate cortex. Kikkerter neuroner i striate cortex kun følsomme over for absolutte forskel, hvor i andre visuelle cortex områder, de er følsomme over for relativ ulighed. I prestriate cortex og ventrale extrastriate område, kikkerter neuroner reagerer lettest til et center-surround stimulus. Et center-surround stimulus består af en fast genstand med et andet objekt, der roterer i en cirkel omkring faste genstande. Områder i den forreste ringere temporale cortex reagerer på overfladen krumning. Kikkerter neuroner i både caudale intraparietal området og dorsale extrastriate området reagere på overfladen Skråningerne. Kikkerter neuroner i både mediale overlegne tidsmæssige område og dorsale extrastriate område reagere på overfladen dybde sparation. På den ene side den anticorrelated reaktion kikkerten neuroner i striate cortex, den prestriate cortex, dorsale extrastriate område, og mediale overlegen tidsmæssig område, alle viser lignende reaktioner. På den anden side, kikkerter neuroner i det ventrale extrastriate område viser svagere anticorrelated reaktioner i sammenligning med de andre områder. Endelig har områder i den forreste nedre temporale cortex ikke nogen anticorrelated respons.

Funktion

Kikkerter neuroner skabe dybde opfattelsen gennem beregning af relativ og absolut ulighed skabt af forskelle i afstanden mellem venstre og højre øje. Kombinerer kikkerter neuroner i dorsale og ventrale veje til at skabe dybde perception, men de to veje udføre forskellige i den type stereo beregning de udfører. Den dorsale vej udfører generelt en krydskorrelation baseret på regionen af ​​de forskellige nethindebilleder, mens den ventrale pathway løser flere matchende problem. I kombination, de to veje giver mulighed for domme om stereo dybde. Generelt den ventrale pathway er mere følsom over for relativ forskel. Cellerne i denne vej er følsomme over for den relative dybde på mellem forskellige objekter eller funktioner tæt på hinanden i den fysiske verden, som kaldes fine stereopsis. Den dorsale vej indeholder celler, som er mere følsomme over for grove stereopsis. Dette muliggør en enkel beregninger af dybden baseret på de forskellige billeder i både venstre og højre øje, men denne beregning forekommer kun, når overfladerne analyserede indeholder en gradient af forskellige dybder.

Receptive Felter

Simple celler har separate regioner i deres modtagelige felt, der reagerer på lys og mørke stimuli. I modsætning til simple celler, den receptive felt af komplekse celler har en blanding af regioner, der reagerer på lys og mørke stimuli. Den fremherskende teori om, hvordan simple og komplekse celler interagerer, er, at celler i den laterale geniculate kerne stimulerer simple celler, og enkle celler i igen stimulere komplekse celler, hvor så en kombination af komplekse celler skaber dybde perception. Tre forskellige celletyper findes: langt celler, nær celler og tunet nul celler. Far celler reagerer på forskelle i planer længere væk fra planet af fiksering, tæt celler stimuleres af forskelle i planer tættere end planet for fiksering, og tunet nul celler reagerer på forskelle på flyet af fiksering. Planet for fiksering er planet i 3-dimensionalt rum, hvor de to øjne er fokuseret og er parallel med koronale plan af hovedet.

Korrespondance Problem

Korrespondancen problem spørgsmål, hvordan det visuelle system bestemmer, hvilke funktioner eller objekter indeholdt i de to retinale billeder kommer fra samme virkelige verden objekter. For eksempel, når man ser på et billede af et træ, skal det visuelle system fastslå, at de to nethindebilleder af træet kommer fra den samme faktiske objekt i rummet. Hvis korrespondance problemet ikke er overvundet i dette tilfælde vil organismen opfatter to træer, når der kun er én. For at løse dette problem, skal det visuelle system har en måde at undgå falske-kampe i de to retinale billeder. En mulig måde det visuelle system undgår falsk-kampe er, at binokulære komplekse celler har cross-matching patches mellem deres receptive felter, hvilket betyder, at flere komplekse celler ville blive stimuleret af samme funktion. Simulering af virkelige binokulære komplekse celler indebærer en hierarkisk kvadreret opsummering af flere simple celle receptive områder, hvor de enkle celler opsummere bidraget fra både højre og venstre retinale billeder.

Energi Modeller

En energi-model, en slags stimulus-respons-model, af binokulære neuroner giver mulighed for undersøgelse bag beregningsmæssige funktion disse forskellene i tunet celler spiller i skabelsen af ​​dybde perception. Energi modeller af binokulære neuroner involverer kombinationen af ​​monokulare receptive felter, der enten forskudt i position eller fase. Disse forskydninger i enten position eller fase giver mulighed for de simulerede kikkerter neuroner til at være følsomme over for ulighed. De relative bidrag af fase og position skift i simple og komplekse celler kombinere sammen for at skabe dybde opfattelse af et objekt i 3-dimensionelle rum. Binokulære simple celler modelleres som lineære neuroner. På grund af den lineære karakter af disse neuroner, er positive og negative værdier kodes af to neuroner, hvor den ene neuron koder den positive del og den anden den negative del. Dette resulterer i neuronerne bliver komplementer af hinanden, hvor det excitatoriske region en kikkert enkel celle overlapper den inhiberende region i en anden. Hver neuron svar er begrænset, således at kun én kan have en ikke-nul respons til enhver tid. Denne form for begrænsning kaldes halvbølge-rectifing. Binokulære komplekse celler er modelleret som energi neuroner, da de ikke har diskrete og fra regioner i deres receptive felter. Energi neuroner opsummere de kvadrerede svarene fra to par af lineære neuroner, der skal være 90 grader ude af fase. Alternativt kan de også være summen af ​​de kvadrerede reaktioner fire halvbølge-udbedret lineære neuroner.

Stereo Model

Stereo-modellen er en energi-model, der integrerer både stillingen-shift model og fase-forskel model. Positionen-shift model tyder på, at det receptive felter af venstre og højre enkle celler er identiske i form, men er forskudt horisontalt i forhold til hinanden. Denne model blev foreslået af Bishop og Pettigrew i 1986. Ifølge fase-forskel model stimulerende og hæmmende sub-regioner i venstre og højre receptive områder af simple celler flyttet i fase, således at deres grænser overlapper hinanden. Denne model blev udviklet af Ohzawa i 1990. stereo Modellen anvender Fourier fase afhængighed af simple celle-responser, og det tyder på, at anvendelsen af ​​respons på kun simple celler er ikke nok til nøjagtigt billede af de fysiologiske observationer findes i kat, abe og humane visuelle veje. For at gøre modellen mere repræsentativ for fysiologiske observationer, stereo model kombinerer svarene fra både enkle og komplekse celler i et enkelt signal. Hvordan denne kombination sker afhænger af indgående stimulus. Som et eksempel anvender modellen uafhængige Fourier faser for visse typer stimuli, og finder den foretrukne forskel i de komplekse celler er lig med venstre-højre modtagelige felt skift. For andre stimuli, den komplekse celle bliver mindre fase følsom end de simple celler alene, og når de komplekse celler større modtagelige felt er inkluderet i modellen, fasen følsomheden vender tilbage til lignende resultater normale fysiologiske observationer. For at medtage de større receptive områder af komplekse celler, at modellen gennemsnit flere par enkle celler i nærheden og overlapper deres receptive felter konstruere komplekse celle model. Dette gør det muligt for komplekset celle, der skal afvikle uafhængige for alle stimuli præsenteres samtidig bibeholde en lige modtagelige felt forskydning til enkle celler Det er sammensat af i modellen.

Stereo model er derefter foretaget fra en lang række komplekse celle modeller, der har forskellige forskelle, der dækker en testbare række forskelle. Enhver person stimulus er så skelnes ved at finde den komplekse celle i befolkningen med den stærkeste reaktion på stimuli. Stereo-modellen tegner sig for de fleste ikke-tidsmæssige fysiologiske observationer af binokulære neuroner samt korrespondance problemet. Et vigtigt aspekt af stereo model er det tegner sig for ulighed tiltrækning og frastødning. Et eksempel på ulighed tiltrækning og frastødning er, at på et tæt afstand to objekter synes tættere på i dybden end i virkeligheden, og ved yderligere afstande fra hinanden de vises yderligere i dybden end i virkeligheden. Ulighed tiltrækning og frastødning menes at være direkte relateret til de fysiologiske egenskaber af binokulære neuroner i den visuelle cortex. Anvendelse af stereo modellen er tilladt for fortolkning af kilden til forskellige toppunktsplaceringer findes i misforhold tuning kurver af nogle celler i visuelle cortex. Disse forskellige peak placeringer af ulighed tuning kurver kaldes karakteristisk forskel. På grund af mangel på definerede forskellene i tuning kurver for simple celler, kan de ikke har karakteristiske forskelle., Men de karakteristiske forskelle kan tilskrives komplekse celler i stedet. To begrænsninger af stereo er, at den ikke tager hensyn til respons af binokulære neuroner i tide, og at det ikke giver megen indsigt i tilslutning af binokulære neuroner.

  0   0
Næste artikel Gør Mig Bad Things

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha