Las neuronas en nuestro cerebro hacen un trabajo notable al traducir la información sensorial en representaciones confiables de nuestro mundo que son críticas para guiar eficazmente nuestro comportamiento. Las partes del cerebro que son responsables de la visión han sido durante mucho tiempo el centro de los esfuerzos de los científicos para comprenderLas reglas que utilizan los circuitos neuronales para codificar la información sensorial. Años de investigación han llevado a una imagen bastante detallada de los pasos iniciales de este proceso visual, llevado a cabo en la retina, y cómo la información de esta etapa se transmite a la parte visual de la imagen.corteza cerebral, una delgada capa de neuronas que forma la superficie externa del cerebro.
También hemos aprendido mucho sobre la forma en que las neuronas representan la información visual en la corteza visual, así como cuán diferente es esta representación de la información inicialmente suministrada por la retina. Los científicos ahora están trabajando para comprender el conjunto de reglas: la neuronalanteproyecto: eso explica cómo estas representaciones de información visual en la corteza visual se construyen a partir de la información proporcionada por la retina. Utilizando las últimas técnicas de imagen funcional, los científicos de MPFI han descubierto recientemente una regla sorprendentemente simple que explica cómo los circuitos neuronales combinan la información suministradapor diferentes tipos de células en la retina para construir una representación coherente y rica en información de nuestro mundo visual.
La visión comienza con el patrón espacial de luz y oscuridad que cae sobre la superficie retiniana. Una función importante realizada por los circuitos neuronales en la corteza visual es la preservación de las relaciones espaciales ordenadas de luz versus oscuridad que existen en la superficie retiniana.Estos circuitos neuronales forman un mapa ordenado del espacio visual donde cada punto en la superficie de la corteza contiene una columna de neuronas que responden a una pequeña región del espacio visual, y las columnas adyacentes responden a las regiones adyacentes del espacio visual.los circuitos hacen más que construir un mapa del espacio visual: las neuronas individuales dentro de estas columnas responden selectivamente a la orientación específica de los bordes en su región del espacio visual; algunas neuronas responden preferentemente a los bordes verticales, algunas a los bordes horizontales y otras a los ángulos enentre. Esta propiedad también se mapea en forma de columnas donde todas las neuronas en una columna radial tienen la misma preferencia de orientación, y colu adyacenteLos hombres prefieren orientaciones ligeramente diferentes.
Las cosas serían fáciles si todo lo que la corteza tuviera que hacer fuera construir un mapa del espacio visual: un simple mapeo uno a uno de los puntos en la superficie de la retina a las columnas en la corteza sería todo lo que era necesario. Pero construir un mapa deLa orientación que coexiste con el mapa del espacio visual es un desafío mucho mayor. Esto se debe a que las neuronas de la retina no distinguen la orientación en el primer paso de la visión. En cambio, la información sobre la orientación de los bordes debe ser construida por circuitos neuronales en elCorteza visual. Esto se hace utilizando la información suministrada por dos tipos distintos de células retinianas: las que responden a los aumentos de la luz células ON y las que responden a las disminuciones de la luz células OFF. Además de la complejidad, la selectividad de orientacióndepende de que las neuronas corticales individuales reciban sus señales de ENCENDIDO y APAGADO de regiones no superpuestas del espacio visual, y la disposición espacial de estas regiones determina la preferencia de orientación de la célula.los que prefieren orientaciones de borde verticales tienen regiones de respuesta de ENCENDIDO y APAGADO que se desplazan horizontalmente en el espacio visual, aquellos que prefieren orientaciones de borde horizontales tienen sus regiones de ENCENDIDO y APAGADO desplazadas verticalmente en el espacio visual, y esta relación sistemática es válida para todas las demás orientaciones de borde.
Entonces, los circuitos corticales enfrentan una paradoja: ¿cómo toman la información espacial de la retina y la distorsionan para crear un mapa ordenado de selectividad de orientación, mientras que al mismo tiempo preservan la información espacial fina de la retina para generar un mapa visual ordenado?espacio? La solución de la naturaleza podría llamarse "divide y vencerás". Mediante el uso de tecnologías de imágenes que permiten la visualización de las regiones de respuesta ON y OFF de cientos de neuronas corticales individuales, Kuo-Sheng Lee y Sharon Huang en el laboratorio de David Fitzpatrick en MPFI han descubiertoesa información espacial retiniana a escala fina es preservada por las regiones de respuesta OFF de las neuronas corticales, mientras que las regiones de respuesta ON exhiben desplazamientos espaciales sistemáticos que son necesarios para construir un mapa ordenado de orientación de borde Naturaleza 27 de abril de 2016.Preservar la información espacial detallada de la retina en las regiones de respuesta OFF es coherente con la evidencia de que los elementos oscuros de escenas naturales transmiten más información a escala fina que los elementos claros, y que las neuronas retinianas OFF tienen propiedades que les permiten extraer mejor esta información.Además, Lee et al.muestran que esta arquitectura cortical anclada en OFF permite la aparición de un mapa ordenado adicional de fase espacial absoluta, una propiedad que no ha recibido mucha atención de los neurocientíficos, pero la investigación de visión por computadora ha demostrado que contiene una gran cantidad de información sobre la escena visual que puedeser usado para codificar eficientemente patrones espaciales, movimiento y profundidad.
Si bien estas son nuevas ideas importantes sobre cómo la información visual se transforma de la retina a las representaciones corticales, plantean una serie de nuevas preguntas sobre la red de conexiones sinápticas que realiza esta transformación, y los mecanismos de desarrollo que la construyen, preguntas que el FitzpatrickEl laboratorio continúa explorando.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Florida para la Neurociencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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