Как дендритные нелинейности объясняют эффект маскировки плиткой в зрении

Как дендритные нелинейности объясняют эффект маскировки плиткой в зрении

Интересное сегодня

Мозг футбольного фаната: как победы и поражения меняют нашу ...

Мозг футбольного фаната: как победы и поражения меняют нашу психику Новые исследования в области ней...

Как физическая активность в свободное время и осознанность с...

Введение Академическое выгорание — это состояние эмоционального истощения, вызванное учебными задача...

Миф о креативности левшей: новое исследование опровергает да...

Вековая вера в то, что левши более креативны, была поставлена под сомнение новым метаанализом, охват...

Как предотвратить выгорание при СДВГ и сохранить гармонию в ...

Как выгорание при СДВГ влияет на отношения Повышенная раздражительность и эмоциональная дисрегуляци...

Факторы, влияющие на намерение пользователей продолжать испо...

Введение В последние годы городской транспорт развивается быстрыми темпами, однако проблема дорожных...

Модель гармониума и её единый взгляд на психопатологию: иссл...

Введение в модель гармониума Таксономическая модель психопатологии долгое время доминировала в психи...

figure 1
figure 1
figure 2
figure 2
figure 3
figure 3
Thumbnail 1
Thumbnail 2
Thumbnail 3
Thumbnail 4
Thumbnail 5
Thumbnail 6
Оригинал исследования на сайте автора

Кризис стандартной модели пространственного зрения

Пространственное зрение как область исследований пытается ответить на фундаментальный вопрос: как узоры света на сетчатке кодируются и преобразуются на начальных этапах зрительной обработки. Классические работы привели к созданию так называемой стандартной модели (СМ) зрения: многоуровневое линейное разложение по пространственным частотам и ориентациям с последующей нелинейной нормализацией. Хотя СМ успешно предсказывает многие зрительные феномены, она оказалась бессильна объяснить ряд психофизических экспериментов с простыми решетчатыми стимулами.

Наиболее яркий провал СМ — неспособность объяснить данные по маскировке плиткой, полученные Деррингтоном и Хеннингом в 1989 году

В их эксперименте порог обнаружения вертикальной решетки повышался в 2.2 раза при маскировке одной косой решеткой (что согласуется с СМ), но при маскировке двумя решетками («плиткой») порог взлетал в 9 раз — эффект, который Деррингтон охарактеризовал как «трудно совместимый с концепцией узконастроенных ориентационных механизмов».

INRF-модель: учет дендритных нелинейностей

Мы предполагаем, что корень проблемы — в упрощенном представлении нейронов в СМ, игнорирующем ключевые свойства дендритов. В отличие от линейно-нелинейных (LN) каскадов, модель INRF (Intrinsically Nonlinear Receptive Field) учитывает:

  • Неоднородность дендритных ответов
  • Обратное распространение потенциалов действия (bAPs)
  • Зависимость нелинейностей от входного сигнала

Математическая формулировка модели

Ответ нейрона в INRF описывается уравнением, где помимо линейной компоненты присутствует нелинейный член, зависящий от локальных различий входа:

O_i = ∑ m_ijI_j − λ∑ w_ij f(I_j − ∑ g_ikI_k)

Здесь f — сигмоидная функция, а ядра m, w, g задаются 2D гауссоидами, что соответствует известным свойствам ретинальных ганглиозных клеток.

Перспективы новой парадигмы

Наши результаты показывают, что фиксированный набор параметров INRF модели:

  • Объясняет сверхаддитивность маскировки плиткой
  • Согласуется с данными по косой маскировке
  • Автоматически воспроизводит полосно-пропускные свойства на нулевом контрасте

Анатомические корреляты и будущие направления

Выбор параметров модели соответствует ретинальной физиологии, что позволяет предположить участие ганглиозных клеток сетчатки в наблюдаемых нелинейных эффектах. В отличие от предыдущих попыток добавить нелинейности после СМ, мы предлагаем рассматривать INRF как предобработку перед стандартной моделью.

Это открывает путь к созданию гибридных моделей, способных объяснить как классические, так и «аномальные» зрительные феномены

Таким образом, учет дендритных нелинейностей преодолевает 35-летний тупик в объяснении маскировки плиткой и предлагает новую основу для моделирования раннего зрения.

Короткие версии статей можно найти в телеграм-канале.

Посмотреть канал
Кликните еще раз для перехода

Кукурузы столбики с рыльцами 40 г | Желчегонное средство

Кукурузы столбики с рыльцами – натуральное желчегонное средство для улучшения оттока желчи и снятия ...

Адаптер Би Вэлл Ad-114C для ингалятора — цена, доставка

Адаптер для ингалятора Би Вэлл Ad-114C обеспечивает надежное подключение и стабильную работу устройс...

Acuvue Oasys HydraLuxe -4,50 №30 линз

Однодневные контактные линзы Acuvue Oasys with HydraLuxe BC 8,5 -4,50 №30 обеспечивают комфорт и чет...

Супрастин 25 мг №20 – средство от аллергии и зуда

Супрастин таблетки 25 мг №20 – эффективное противоаллергическое средство для снижения зуда, отека и ...

Эфирное масло грейпфрута Аспера 10 мл – ароматерапия

Эфирное масло грейпфрута Аспера 10 мл обладает свежим цитрусовым ароматом, который помогает поднять ...

Купить прокладки Kotex Young Normal с крылышками №10

Ультратонкие прокладки Kotex Young Normal с крылышками обеспечивают надежную защиту при умеренных вы...