Research Abstract

文脈依存的反応調節は方位選択性地図のピンウィール中心からの距離によって変わると予測される

Predicted contextual modulation varies with distance from pinwheel centers in the orientation preference map

2011年10月12日 Scientific Reports 1 : 114 doi: 10.1038/srep00114

ある種の哺乳類の第一次視覚野(V1)では、方位円柱の風車かざぐるま状配列の中心に180度すべての方位選択性ニューロンが集まっており、そこをピンウィール中心(PWC)と呼ぶ。V1のそれぞれのニューロンは近隣のニューロンからたくさんの入力を受けているため、そのニューロンが皮質地図上のどこに位置するかは、古典的受容野(CRF)内外に布置された方位刺激の応答に大きな影響を持つはずである。応答の位置特異性を解明するため、我々はサルのV1の方位選択性地図と仮想的ニューロン間結合とに基づいて計算モデルを立てた。このモデルを用いたシミュレーションから、PWCに近いニューロンは、CRF内の刺激に対して弱いながらも方位選択性を持つこと、CRF外の刺激による文脈依存的反応調節はPWCから遠いニューロンに比べてはるかに弱いことが示された。したがって、PWCに近いニューロンはCRF内の状景に関して頑健な方位選択性を有する一方、PWCから遠いニューロンは刺激の文脈情報を処理することが示唆される。

岡本 剛1, 池添 貢司2, 田村 弘2, 渡邊 正峰3, 合原 一幸4 & 藤田 一郎2

  1. 九州大学大学院医学研究院
  2. 大阪大学大学院生命機能研究科 / 科学技術振興機構
  3. 東京大学大学院工学系研究科
  4. 東京大学生産技術研究所
In the primary visual cortex (V1) of some mammals, columns of neurons with the full range of orientation preferences converge at the center of a pinwheel-like arrangement, the ‘pinwheel center’ (PWC). Because a neuron receives abundant inputs from nearby neurons, the neuron’s position on the cortical map likely has a significant impact on its responses to the layout of orientations inside and outside its classical receptive field (CRF). To understand the positional specificity of responses, we constructed a computational model based on orientation preference maps in monkey V1 and hypothetical neuronal connections. The model simulations showed that neurons near PWCs displayed weaker but detectable orientation selectivity within their CRFs, and strongly reduced contextual modulation from extra-CRF stimuli, than neurons distant from PWCs. We suggest that neurons near PWCs robustly extract local orientation within their CRF embedded in visual scenes, and that contextual information is processed in regions distant from PWCs.

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