Как дендритные нелинейности объясняют эффект маскировки плиткой в зрении

Как дендритные нелинейности объясняют эффект маскировки плиткой в зрении

Интересное сегодня

Влияние проблемного использования социальных сетей и игр на ...

Введение С быстрым развитием доступа в интернет и технологий, социальные сети и онлайн игры приобрел...

Когнитивная нагрузка при переключении между эгоцентрическими...

Введение В повседневной жизни мы постоянно переключаемся между эгоцентрическими (основанными на теле...

Роль обобщенного 'ты' в убеждении в онлайн-взаимод...

Введение В эпоху разнообразных мнений и беспрецедентного обмена информацией способность изменить чье...

Как китайцы воспринимают контрафактические высказывания: исс...

Введение в контрафактическое мышление Контрафактическое мышление — это когнитивный процесс, характер...

Синдром старшей дочери у взрослых: причины, симптомы и метод...

Что такое синдром старшей дочери Синдром старшей дочери описывает неофициальную роль, которую многие...

Аутизм и расстройства пищевого поведения: связь между ARFID ...

ВведениеРасстройство аутистического спектра (РАС) — это нейроразвивающееся расстройство, характеризу...

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

Acuvue Moist 1-Day Линзы -7.00 BC 8.5 — Комфорт и Увлажнение

Однодневные контактные линзы Acuvue Moist с увлажняющей технологией LACREON® обеспечивают комфорт и ...

Купить Acuvue 1-Day Moist линзы -3.25 BC 8.5 №30

Однодневные контактные линзы Acuvue 1-Day Moist обеспечивают комфорт и увлажнение на целый день благ...

Ватные палочки Джонсонс Бэби №100 - Безопасный уход

Детские ватные палочки Джонсонс Бэби в удобной банке на 100 шт. Изготовлены из мягкого природного ма...

Тонометр Omron M2 Basic автомат с манжетой 22-32 см

Автоматический тонометр Omron M2 Basic — профессиональный прибор для измерения давления с интеллекту...

Анти-Ангин Формула пастилки №24 — купить от ангины

Анти-Ангин Формула — мощное средство от боли в горле с тройным действием: уничтожает бактерии, обезб...

Квикс Спрей Назальный 30 мл — лечение заложенности носа

Квикс Спрей Назальный 30 мл — эффективное средство для снятия заложенности носа при простуде, гриппе...