Hoewel sommige dingen kan worden "zo simpel zijn als zwart-wit, 'dit was niet het geval voor de hersenen circuits die het mogelijk maken om je te onderscheiden van zwart-wit.

De patronen van licht en donker, dat op het netvlies vallen leveren een schat aan informatie over de wereld om ons heen, maar de wetenschappers nog steeds niet begrijpen hoe deze informatie wordt gecodeerd door de neurale circuits in de Cortex visuele gedeelte van de hersenen dat een belangrijke rol in de bouw van spelen neurale representaties die verantwoordelijk zijn voor het uitzicht.



Maar het zojuist duidelijker met de ontdekking dat de meeste neuronen in de visuele cortex reageren selectiviteit van licht tegen de donker en deze informatie combineren met andere functies selectiviteit voor stimulus tot een gedetailleerde weergave van het visuele tafereel te krijgen.

Wetenschappers weten al lang dat neuronen in het netvlies die informatie aan de hogere centra van de hersenen reageren bieden selectief aan het licht versus donker stimuli. Cells "ON" die selectief reageren op licht stimuli en cellen "Off" die selectief reageren donkere stimuli bekend waren vormen parallelle kanalen gescheiden informatie doorgeven aan de circuits in de visuele cortex.

Hier is het waar het beeld Got Murky

Gebaseerd op de plaat de reacties van individuele neuronen van corticale elektroden werd vastgesteld dat zodra de zender ON en OFF ingevoerd schors, convergeren op een neuron, een convergentie noodzakelijk is voor het ontstaan ​​van een responseigenschappen van corticale nieuwe selectiviteit voor oriëntatie de randen.

Verdere stappen van de corticale bewerking werd gedacht ON leiden tot steeds meer mengsignalen en OFF, zodat afzonderlijke neuronen reageerden op dezelfde wijze zowel stimuli licht en donker.

Kwantificeren neurale reacties

Deze resultaten zijn voor de hand liggende vraag gesteld. Als de reacties van individuele corticale neuronen van donkere en lichte dubbelzinnig, aangezien het mogelijk is dat de hersenen kunnen we deze verschillen waar te nemen?

Drs. Gordon Smith en David Whitney in het laboratorium van David Fitzpatrick aan het Max Planck Instituut voor Neurowetenschappen Florida besloot dat het tijd was om de kwestie opnieuw. Met behulp van nieuwe beeldvormende technieken die het mogelijk maken voor de eerste keer naar de activiteiten van honderden neuronen tegelijkertijd in de levende hersenen zien, zij gekwantificeerd reacties van neuronen fret visuele cortex in de lichte en donkere stimulatie.

De eerste verrassing voor het team gebeurde toen keek corticale reacties op de presentatie van de stimuli uniform donker of licht.

Hoewel eerdere studies waren de responsen waargenomen veranderingen in luminantie uniform, Smith et al. niet alleen in staat om de neuronen die reageerden op deze stimuli zien, hebben ze vlekken van neuronen die bij voorkeur gereageerd donker versus licht stimulatie.

Selectieve respons

Nog verrassender, vonden ze dat corticale neuronen die selectief de oriëntatie van de randen of de bewegingsrichting stimulus reageerde reageerde ook bij voorkeur aan donker versus licht stimuli.

Kortom, wetenschappers Max Planck Florida vond dat de informatie over de intensiteit en de helderheid wordt vastgehouden in de reacties van de meerderheid van de neuronen in de visuele cortex en is een integraal onderdeel van de neurale code die corticale schakelingen onze visuele wereld vertegenwoordigen.

De volgende uitdaging voor wetenschappers Max Planck Florida is de precieze patronen van synaptische verbindingen waarmee corticale circuits deze modulaire weergave van zwart-wit bouwen begrijpen.

Gordon B. Smith, David E. Whitney, David Fitzpatrick
Luminantie modulaire representatie van polariteit in de oppervlaktelagen van de primaire visuele cortex
Neuron, 2015; 88: 805

Illustratie: Martha Iserman