Fényinger detektálás

 

Kusnyerik Ákos, Resch Miklós, Süveges Ildikó, Németh János

Retina implantátumok hazai klinikai vizsgálatában alkalmazott betegkiválasztási szempontok valamint a tervezett tesztek bemutatása

Magyar Bionikus Látásközpont, Szemészeti Klinika, Semmelweis Egyetem, Budapest;

 

A retina degeneratív betegségeiben megfigyelhető fotoreceptorok pusztulása visszafordíthatatlan folyamat. A receptorok pusztulása súlyos látásromláshoz, vaksághoz vezethet. Ennek az állapotnak a kezelésére jelenthet megoldást a beültethető retina implantátumok alkalmazása.

A tervek szerint a jövő évben Magyarországon is mód nyílik a műtétek elvégzésére és az azt követő vizsgálatok kivitelezésre. Ennek kapcsán már megkezdődtek azok a szűrések, amelyek során a műtétre alkalmas személyek kiválasztása megtörténik.

A klinikai tanulmányba általános és szemészeti szempontok alapján kerülnek kiválasztásra a jelentkezők. Mivel a műtét több órás altatásban történik, ezért a jó általános egészségi állapot alapvető feltétel. A számos szemészeti szempont közül az alapbetegség, a retinitis pigmentosa igazolása emelhető ki, továbbá, hogy a jelentkezőnek korábban jó látással kellett rendelkeznie.

A klinikai tesztelések jelentősen eltérnek a jelenleg rutinszerűen alkalmazott szemészeti vizsgálatoktól, és olyan új módszerek alkalmazását teszik szükségessé, amelyek jelenleg is folyamatos fejlesztés alatt állnak. Az előadás egyik célja éppen a társterületek lehetőség szerinti bevonása a közös munkába.

 

 

Némethné Vidovszky Ágnes, Schanda János

A világosság észlelet látásfiziológiai alapjai

Pannon Egyetem

 

A világítástechnikában szokás volt a világosság észleletet a fénysűrűséggel leírni, mely jelen ismereteink szerint a magnocelluláris pálya által közvetített információból keletkezik. Mivel színes felületek világosság észlelete nagyobb, mint az azonos fénysűrűségű szürke felületeké, feltételezték, hogy a világosság észlelethez a többi látásért felelős csatorna is hozzájárul. 

Újabban feltételezték, hogy a pálcika-látás is hozzájárul a világosság észlelet kialakulásához. A legújabb feltételezések szerint a pupilla-reflexért is felelős fényérzékeny ganglion sejteknek (intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, ipRGCs)  is van szerepük a világosság észlelet kialakulásában.

Különböző színhőmérsékletű fényforrásokkal végzett előkísérletek ezen feltételezést alátámasztani látszanak. 

Rövid hozzászólásunk szerepe, hogy kapcsolatot keressünk a hazai látásfiziológiai kutatókkal ezen kérdés alaposabb vizsgálata céljából, mivel egyrészt még számos kérdés nyitott ezen a téren, így a ipRGC spektrális érzékenysége (additivitás: jelentkezik-e a hosszabb hullámhosszakon regenerációs hatás), esetleges küszöb értékek (azonos-e a hatás mezopos és fotopos  látási körülmények között), nem a látást befolyásoló hatások (cirkádian ritmus) stb.; másrészt a látás tekintetében a világosság és a munkavégző képesség összefüggése, az optimális színképi teljesítményeloszlású fényforrások kiválasztása (LEDes világítás megválasztása).

 

 

Tapintható, hallható látás 

 

Kisvárday Zoltán, Martinecz Bernadett

Látókérgi neuronhálózatok anatómiai térképezése retrográd vírustracerekkel

DEOEC, Debreceni Egyetem, Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézet

 

Az agykéreg működési egységei az oszlopok, melyet már 1955-ben Mountcastle és munkatársai definiáltak. Az akkor használt és a mostani definíciók sem írják le pontosan az oszlopok valós dimenzióját, valamint a bennük lévő sejtek szinaptikus kapcsolatait, anatómiai és fiziológiás paramétereit. A macska látókéreg orientációszelektív neuronjairól régóta tudjuk, hogy oszlopokba rendeződnek, ám az orientációs centrum és a domainek azonos, illetve eltérő orientációjú neuronjainak kapcsolatrendszerét nem ismerjük pontosan. 

Kísérleteinkben a legújabban használt, megbízható retrográd vírustracerekkel  (PRV-Bartha) szeretnénk mind anatómiailag, mind funkcionálisan feltérképezni ezen neuronok kapcsolatrendszerét. Ennek eredményeként szeretnénk definiálni az agykérgi makrohálózatok szerveződésének egyes irányelveit.

 

 

Négyessy L, Ashaber M, Pálfi E, Palmer C, Friedman RM, Chen LM, Roe AW

Funkcionális modulok neuronális összeköttetései: Mit látunk a szomatoszenzoros kéregben?

MTA – PPKE - SE Neuro-Infobionika Kutatócsoport

 

A látással összehasonlítva, a tapintás agykérgi folyamatai, különösen a funkcionális reprezentációk és összeköttetéseik, kevéssé ismertek. Az ujjbegy (ha nem is mind egyformán) a tapintásban nagyjából azt a szerepet tölti be, mint a fovea a látásban. A d2-es ujjbegy kapcsolatainak preferenciáját határoztuk meg pályajelöléses technikákkal funkcionális térképek (optical imaging és elektrofiziológia) segítségével főemlősök korai szomatoszenzoros kérgében az área 3b, és 1-ben. A szomszédos ujjbegyek reprezentációi között erőteljes és reciprok intrinsic kapcsolatok mutathatók ki mindkét áreában. Szintén erős és reciprok kapcsolat mutatható ki a két szomszédos kérgi área homotopikus ujjbegy reprezentációi között. A kapcsolatok szomatotopikus eloszlása hasonló kérgi szerveződésre utal, mint a V1-ben, ahol az orientáció szelektív modulok közötti kapcsolatok retinotopikus specificitást is mutatnak. Ezt a feltevést alátámasztja, hogy a szomatoszenzoros kérgi, submodalitás specifikus térképek szerkezete az orientáció szelektív primer vizuális kérgi térképekhez hasonló. Eredményeink továbbá rámutatnak, hogy a tapintás során az objektum globális reprezentációjának kialakulása már a primer szomatoszenzoros kérgi területen elkezdődik.   

 

 

Kaposvári Péter, Csete Gergő, Csibri Péter, Tompa Tamás, Sáry Gyula

Bimodális integráció a majom inferotemporális kérgében

SZTE Általános Orvostudományi Kar, Élettani Intézet, Szeged

 

A majom inferotemporális kérgét (ITC) a ventrális látó pálya utolsó unimodális területének tartják. Extracelluláris egysejt regisztrácós módszerrel megvizsgáltuk az ITC elülső TE területének sejtjeit, hogy vajon modulálhatóak-e hang stimulusokkal. Éber fixáló majmokkal végeztük a kísérletet. Vizuális, auditórikus illetve audióvizuális stimulusokat mutattunk be a kísérleti állatoknak. Találtunk olyan sejteket melyeknek válasza modulálódot hang inger hatására, voltak olyan sejtek is, amelyek a csak auditórikus stimulusra is válaszoltak.

E szerint újra kell gondolni TE unimodalitására vonatkozó elképzelés.

 

 

Macskásodó jelfeldogozás

 

Gombkötő Péter, Berényi Antal, Utassy Györgyi, Benedek György, Nagy Attila

A térbeli vizuális információ kódolása a nucleus caudatusban

SZTE Általános Orvostudományi Kar, Élettani Intézet, Szeged

 

A nucleus caudatus (NC) motoros működések szabályozásában betöltött szerepe széles körben kutatott terület, ugyanakkor eddig kevés ismeretünk van a NC által irányított motoros folyamatok hátterében álló szenzoros mechanizmusokról. Kísérleteinkben a vizuális információ feldolgozás speciális aspektusát, a térbeli vizuális információ neuronális kódját vizsgáltuk a NC-ban.

A NC vizuális aktivitást mutató neuronjai nagy receptív mezővel rendelkeznek. Retinotopikus szerveződésre utaló jelet nem találtunk. Kísérleteinket extracelluláris elvezetést alkalmazva, altatott, immobilizált, mesterségesen lélegeztetett, felnőtt házimacskákon végeztük. A látóteret 20 egyenlő részre osztottuk, és a különböző térrészek vizuális ingerlésére adott neuronok válaszkészségét vizsgáltuk. A neuronok jelentős többsége szignifikánsan eltérő válasz-karakterisztikát mutatott a különböző térrészekből érkező vizuális inger hatására. A NC neuronok tüzelési mintázata információt szolgáltat, az inger térbeli elhelyezkedéséről. A vizsgált neuronoknak meg van arra a képességük, hogy információt szolgáltassanak az inger térbeli helyzetéről a tüzelési frekvenciájuk változtatásával. Az átfedő nagy receptív mezők és a neuronok szignifikáns térbeli szelektivitása arra utal, hogy a NC vizuális idegsejtjei panoramikus lokalizációs képességgel rendelkeznek. Az egyes neuronok receptív mezőinek maximumhelyei lefedték az egész látóteret és egyenletes eloszlást mutattak. Úgy gondoljuk, hogy a maximálisan aktív neuronok populációi képesek pontosan kódolni a térbeli vizuális információ helyét, ami a térbeli vizuális információ megosztott populációs kódjára utal a NC-ban.

 

 

Buzás, P., Petykó, Z., Kóbor, P., Telkes, I., Lénárd, L.

"Kék-sárga" színopponens válaszok a macska corpus geniculatum laterale magjában

Pécsi Tudományegyetem, Általános Orvostudományi Kar, Élettani Intézet, Pécs

 

Bevezetés. A főemlősök trikromatikus színlátásának alapja a három csap fotoreceptor típus, melyek maximális érzékenysége a hosszú (L), közepes (M) és rövid (S) hullámhossztartományba esik. Ezek aktivitását két színopponens csatorna dolgozza fel. A L/M vagy "vörös-zöld" opponens sejtek a parvocelluláris csatornához, míg az S csapok aktivitását az L- és M-csapok aktivitásának összegével összehasonlító "kék-sárga" opponens sejtek a koniocelluláris csatornához tartoznak. A főemlős alatti emlősöknek L- és M-csapok helyett egyetlen ML csaptípusuk van, amely az S-csapokkal együtt dikromatikus színlátást tesz lehetővé. Azt az idegpályát azonban, amely az S/ML ("kék-sárga") opponens jelet továbbítja, ezekben az állatokban nem ismerjük. Ezen feltételezett látórendszeri pálya megtalálása érdekében macskák corpus geniculatum laterale (CGL) magjának különböző rétegeiben vizsgáltuk a két csaptípus által kiváltott neuronális válaszokat.  Módszer. Öt altatott (N2O+isoflurane), paralizált (vecuronium bromide) és mesterségesen lélegeztetett felnőtt hím macskát vizsgáltunk. Rozsdamentes acél mikroelektródával (5-11 MOhm impedancia) egysejt-aktivitást vezettünk el a CGL-ből. Az állatokat egy a retinára fókuszált képernyőn keresztül vizuálisan ingereltük, miközben az akciós potenciálokat számítógépen regisztráltuk. Az ingerek a receptív mezőre centrált, kör alakú apertúrában mozgó szinuszos sávminták voltak, melyek színét és kontrasztját úgy kalibráltuk, hogy vagy az S- vagy az ML csapokat modulálja (csapizoláló ingerek) vagy pedig mindkét csapot azonos fázisban (akromatikus ingerek). Kiváltott válasznak azt az amplitúdót vettük, amellyel a szinuszosan modulált inger az akciós potenciál frekvenciát modulálta.  Eredmények. A 41 részletesen jellemzett neuron többsége (n=30) erősen válaszolt az ML-csapok ingerlésére, de számottevő S-csap bemenetre utaló jelet nem találtunk. A sejtek másik csoportjának (n=11), mely a CGL mélyebb (C, C1, C2) rétegeiben fordult elő, az ML-csap kiváltotta válasz mellett határozott S-csap válasza is volt. A kétféle válasz azonos kontraszt mellett azonos magnitúdójú, de ellentétes előjelű (S-ON/ML-OFF) volt, azaz ezen sejtek színopponens választ mutattak. A válaszok téri frekvencia függése alapján megállapítottuk, hogy míg a tisztán ML-csapokkal kapcsolatban álló sejtek receptív mezője klasszikus központ-környéki szerveződésű, az S/ML opponens sejtek a két csaptípustól közel azonos méretű területről kapnak bemenetet.Következtetés. Eredményeink alapján az S-csapok aktivitását macskákban egy külön sejttípus közvetíti, mely a CGL mély rétegeiben található és a főemlősök "kék-ON" színopponens sejtjeihez hasonló receptív mező szerkezetet mutat. Feltételezzük, hogy ezen sejtek egy színlátásra specializált látórendszeri pálya részét képezik.

 

 

Arccal a zajok felé 

 

Bankó Éva, Gál Viktor, Körtvélyes Judit, Kovács Gyula, Vidnyánszky Zoltán

A zaj a szenzoros feldolgozáson mért hatásának és a döntéshozatal nehézségének szétválasztása

PPKE-ITK

 

It was proposed that perceptual decision making involves a task-difficulty component, which detects perceptual uncertainty and guides allocation of attentional resources. It is thought to take place immediately after the early extraction of sensory information and is specifically reflected in a positive component of the event related potentials, peaking at around 220 ms after stimulus onset. However, in the previous research neural processes associated with the monitoring of overall task difficulty were confounded by those associated with the increased sensory processing demands as a result of adding noise to the stimuli. Here we dissociated the effect of phase noise on sensory processing and overall decision difficulty using a face gender categorization task. Task difficulty was manipulated either by adding noise to the stimuli or by adjusting the female/male characteristics of the face images. We found that it is the presence of noise and not the increased overall task difficulty that affects the electrophysiological responses in the first 300 ms following stimulus onset in humans. Furthermore, we also showed that processing of phase randomized as compared to intact faces is associated with increased fMRI responses in the lateral occipital cortex. These results revealed that noise-induced modulation of the early electrophysiological responses reflects increased visual cortical processing demands and thus failed to provide support for a task difficulty component taking place between the early sensory processing and the later sensory accumulation stages of perceptual decision making.

 

 

Győri-Dani Dóra, Rokszin Adrienn, Linnert Szilvia, Krajcsi Attila, Csifcsák Gábor, Tompa Tamás

A vizuális kategorizációs folyamatok elektrofiziológiai korrelátumai

Szegedi Tudományegyetem, Bölcsésztudományi Kar, Pszichológia Intézet

 

A perceptuális kategorizáció a megismerés alapvető funkciója, mely lehetővé teszi a megfigyelő számára, hogy a környezetében tapasztalt információk segítségével döntéseket hozzon. Idegrendszeri alapjai máig nem teljesen tisztázottak. Az bizonyos, hogy az elektroenkefalográfiás módszerekkel mérhető, viszonylag korai (kb. 180 ms körül jelentkező) eseményfüggő potenciál, az N1-es már egyértelmű kategóriaérzékenységet mutat. Zajos környezetben (pl. köd, sötét, eső) a vizuális megismerés és így a kategorizáció nehezebbé válik. A szakirodalom szerint ilyenkor az N1-es potenciál amplitúdója is jelentősen csökken. Korábbi kísérleteinkben azt találtuk, hogy amennyiben a szemantikai információt a kép egyéb tulajdonságainak megváltoztatása nélkül úgy tűntettük el, hogy a képet felvágtuk, és a darabokat összekevertük, akkor, bár a kategóriaérzékenység eltűnt, az N1 hullám amplitúdója azonban megnövekedett. Tavalyi előadásunkban azt mutattuk be, hogy amennyiben a zajt úgy generáltuk, hogy a képeket Fourier-spektrum összetevőire bontottuk és azokat random módon összekevertük (ez esetben szintén nem változik a képek más jellegzetessége), akkor, szemben a felvágott képekkel, az N1 amplitúdója valóban jelentősen csökken.

Idén azt mutatjuk be, hogy a zaj fokozatos változtatásával a szemantikai információ fokozatos csökkentésével hogyan változik  a korai kategóriaérzékeny hullám jellegzetessége a felvágott illetve a Fourier-spektrum bontott zaj esetében.

 

 

Előrekódolt és fejlődő funkciók 

 

Csibra Gergely, Przemek Tomalski, Mark Johnson

Gyors szemmozgás a szemre jellemző kontraszt információt tartalmazó arcszerű ábrák felé

CEU

 

A normálisan, felülről megvilágított emberi arc sajátos kontraszt-viszonyokat mutat, amihez az emberi szem sajátos morfológiájából adódó kontraszt-mintázat is hozzájárul. Ismert, hogy az újszülöttek preferálják az olyan arcszerű ábrákat, amelyeken az arcra és a tekintetre jellemző kontraszt-viszonyok felismerhetők. Azt vizsgáltuk, hogy vajon a felnőttek is mutatnak-e hasonló preferenciát, és hogy az függ-e az ingerek kontraszt-polaritásától. Azt találtuk, hogy a felvillanó ingerek felé végrehajtott szemmozgás gyorsabban aktíválódik az egyenes, mint a fordított állású sematikus arcszerű ábrák irányába, de csak akkor, ha az ábra az arcra vagy a tekintetre jellemző kontraszt-viszonyokat tartalmaz. Ilyen preferencia nem mutatható ki a manuális reakcióidőkben, csak a szemmozgás-válaszban, és csak a temporális látómezőben jelentkezik. Az eredmények ilyen mintázata arra utal, hogy az arcok gyors észlelésében a tektális látópálya is szerepet játszhat.

 

 

Mikó E., Markó K., Budai A., Dani T., Gyenge M. és Jandó G.

A binokularitás vizsgálata statikus és dinamikus véletlen pont E sztereo-grammokkal az óvodás-bölcsődés populációban

PTE-ÁOK Élettani Intézet

 

Jelen vizsgálatban a statikus és dinamikus véletlen pont E sztereogramm (RDS-E) módszert értékeltük óvodás és bölcsődés korú gyermekeknél három szempontból: 1. A legalacsonyabb életkor meghatározása, amikor a szűrővizsgálat már nagy biztonsággal kivitelezhető. 2. A Lang- és a RDS-E sztereoteszt hatékonyságának és megbízhatóságának összevetése a binokuláris patológia szempontjából. 3. Az RDS-E tesztek hasznosságának értékelése. 

Eddig 354, 1,5-7 éves gyermeket szűrtünk Baranya megyében. A következő vizsgálatokat végeztük: Bruckner-, takarásos-, Snellen-látásélesség- és Lang-teszt ill. statikus és dinamikus random pont E sztereogrammok. A 8-8 különböző keresztezett diszparitás-szinten mutattunk ábrákat. A gyermekeknek vörös-zöld szemüvegben, 20 másodpercen belül kellett megnevezni, vagy mutatni az E állását.

Három éves kor felett a RDS-E teszt kivihetőségének aránya 98.9%, míg Lang-tesztel a gyermekek 94.9%-a volt megbízhatóan vizsgálható. Vizsgálataink során 25/360 és 27/360 gyermek nem tudta teljesíteni a statikus ill. dinamikus RDS-E tesztet, míg 14/360 „bukott meg” a Lang-teszten. Minden Lang-pozitív-esetet kiszűrtünk RDS-E módszerrel is. Bármely sztereoteszt pozitivitása esetén beutaltuk az alanyokat (n=27) gyermekszemészeti kivizsgálásra. Jelenleg ezen adatok 54%-a elérhető: 4 gyermek hypermetropiás (mean=+2.5D), 3 astigmiás (átlag 0.7D) és egyikük sem volt emmetróp. Két olyan esetet találtunk, akiknek minden vizsgálata negatív volt, csak a RDS-E-teszten buktak meg, de ciklopégiában kiderült, hogy hipermetrópiások (mean 2.9D).

Jelen adataink alapján mind a statikus és dinamikus RDS-E könnyen és biztonsággal kivitelezhető 3 éves kor felett, ill. megbízhatóbb és érzékenyebb enyhe binokuláris patológiára, mint a Lang-teszt. Összességében tehát az RDS-E legalább olyan hatékony, mint a Lang –teszt, ezért ajánljuk akár önmagában, de legalább mint kiegészítő módszer az óvodás korú gyerekek vizsgálatában.

 

 

Nem hiszek a szememnek

 

Magos Tibor

Pislogást kísérő bioelektromos agyi jelenségek vizsgálata LORETA és VEP módszerekkel

Pannon Egyetem

 

A szemhéj a látórendszer „redőnyzárának” tekinthető, mely pislogáskor rövid időre megszakítja a fényinger útját. Ez a momentum markáns elektrofiziológiai változást generál a szemben (elektrookulogram, EOG), mely térfogat vezetéssel az egész skalp területére kisugárzik. Mivel az EOG amplitúdója nagyságrendekkel nagyobb, mint az EEG jelek nagysága, elfedi az agyi folyamatok követése szempontjából fontos jeleket. Ezért léte az agykutatás szempontjából nem kívánatos.  Ilyen elfedett jelek magát a pislogást is kísérik pl. az elsődleges motoros kéreg (M1) szemmozgásért felelős területein, vagy az elsődleges vizuális kéregben, mely általában a fényinger fel-, és lekapcsolására egyaránt vizuális kiváltott válasszal reagál (ON-OFF jelenség). 

Ezeket a „fedett” folyamatokat vizsgáltam a LORETA (low resolution brain electromagnetic tomography) és a vizuális kiváltott potenciál (VEP) módszerével. Az EEG felvételek 128 csatornás Biosemi EEG-vel készültek, további két elektródapár szolgált a horizontális és vertikális szemmozgások monitorozására. Az adatok feldolgozásánál a vertikális szemmozgás EOG jelének maximumához viszonyított ±1000 msec EEG szakaszokat vettem figyelembe. Először az EOG jelek frekvencia komponenseinek elemzését végeztem el, egy általam kidolgozott, diszkrét wavelet analízisen (DWT) alapuló szoftverrel. A továbbiakban 32 szakaszt átlagoltam az így szűrt jelekből és vizsgáltam a vizuális és motoros kéreg feletti változásokat a LORETA és a VEP szempontjából.

Eredményeim markáns aktivitást mutattak az elsődleges motoros kéregben a szemmozgásért felelős területek felett, a vizuális kéregben pedig pislogással provokált kiváltott választ regisztráltunk.

 

 

Nádasdy Zoltán

A látszólagos mozgás mint posztdiktív interpoláció.

Seton Brain and Spine Institute, University Medical Center at Brackenridge and Department of Psychology, University of Texas at Austin

 

Ebben az elődásban bemutatok egy sorozat egyszerű mozgás illúziót, amely azt a feltevést támogatja hogy a látszólagos mozgás posztdiktív.  Ez azt jelenti, hogy a mozgás pályáját a látórendszer a kiváltó ingerek elsődleges látókérgi feldolgozása után visszamenőleg konstruálja meg úgy, hogy közben ez a késés rejtve marad az alany tudatos introspekciója számára. Két további pszichofizikai kísérletben pedig azt vizsgálom, milyen hatással vannak a látszólagos mozgást kiváltó ingerek a mozgás pályájába eső célpontok észlelésére és az észlelési küszöbre. Ezek az eredmények bepillantást engednek a vizuális mozgásfeldolgozás látókérgi folyamatába, továbbá felvetik a klasszikus Gestalt-pszichológiai magyarázat egy mai neurofiziológiai revíziójának lehetőségét.

 

 

Szabó Eszter, Krajcsi Attila

A szubitizáció alakzatérzékenysége

ELTE, Kognitív Pszichológiai Tanszék

 

Tárgyak mennyiségének megállapítása kis elemszámú halmazoknál speciális jellemzőket mutat. A szubitizációnak nevezett folymat során a teljesítmény viszonylag pontos és a reakcióidő az elemszám növekedésével csak mérsékelten emelkedik (kevesebb, mint 100 ms/elem). A szubitizáció mögött meghúzódó folyamatra több mechanizmust is javasoltak, mint például az alakzat detekciót, a vizuális indexet vagy az analóg mennyiség rendszer modellt. A legtöbb modell egyetért abban, hogy a szubitizáció nem függ az tárgyak elrendezésétől. Jelen vizsgálatunk a szubitizáció tárgyak elrendezésére való érzékenységét méri. Eredményeink szerint a tárgyak mennyisége kanonikus (szabályos, jól ismert) mintázatban könnyebben megállapítható, mint random mintázatban. Ráadásul a kvantifikációs teljesítmény arányos a kanonikus elrendezéstől való eltérés mértékével. Az eredmények szerint tehát a szubitizáció függ az vizuális tárgyak elrendezésétől, amely az alakzat detekció modell szerepét erősíti.

 

 

Braunitzer Gábor, Kéri Szabolcs

Mozgásirány-érzékelés: szükséges-e a primer látókéreg?

SZTE-ÁOK Élettani Intézet

 

A primer látókéregről hagyományosan úgy gondoljuk, hogy részvétele elengedhetetlen bármely látási funkcióban. Ismert ugyanakkor a blindsight jelensége, és tudjuk azt is, hogy emlősökben/főemlősökben több olyan látópálya is létezik, amelyek nem a hagyományos geniculo-striatalis utat követik. Az utóbbi időben a nemzetközi irodalomban ismét felvetődött annak a kérdése, vajon az emberben is léteznek-e ezek a "kerülőutak." Az SZTE-ÁOK Élettani Intézetének újonnan alakult Humán Vizuális Kutatólaboratóriumában jelenleg arra keressük a választ, a V1 konstans vizuális ingerrel való terhelése befolyásolja-e egészséges alanyok azon képességét, hogy különböző sűrűségű zajba ágyazott mozgás irányát sikerrel detektálják. A vizsgálat a kérgi excitabilitás egyes genetikai markereire irányuló elemzéssel is kiegészül. Az előadás az eljárás és az előzetes eredmények bemutatása.

 

 

Elmélet – kódolás- modellezés

 

Lengyel Máté, Orbán Gergő

Mintavételezés a látókéregben: a neurális variabilitás és a spontán aktivitás magyarázata

University of Cambridge

 

Neural variability has traditionally been considered as mere nuisance corrupting neural coding and computation. This view has been challenged more recently by converging findings about high levels of structured spontaneous activity in the cortex and its profound effects on evoked activity. However, the function of such structured variability is still unknown. We propose that neural variability can naturally be exploited to represent the uncertainty inherent in perceptual (and other) computations through sampling. We show that performing Bayesian inference in a well-known model class of natural image statistics, Gaussian scale mixtures, and modelling neural responses as samples from the resulting posterior distribution reproduces a number of recent results about the (co)variability of neurons during spontaneous and evoked activity in the primary visual cortex. These results extend earlier work showing that maximum a posteriori inference in such image models reproduces the average responses (tuning curves and receptive fields) of visual cortical neurons. We discuss our findings in relation to other proposals about the neural representation of uncertainty and make predictions that are unique to our approach.

 

 

A. Lőrincz, Zs. Palotai, and G. Szirtes

A metabolikusan hatékony „sparse coding” „no-noise” modellje: amit a jelvisszaállitas elárul a korai vizuális feldolgozásról

ELTE

 

Theoretical studies and experimental evidence indicate that neural systems may favor sparse coding over other representational forms because of its diverse computational and metabolic advantages. Neurally plausible models focus on the sparseness of the population activity and less attention is paid to synaptic activity, which, however, takes up a significant amount of the total energy accompanying neural computations. To form sparse and highly overcomplete representations (characteristic to neural mappings in sensory processing, for example), the number of synaptic connections must also be reduced. Since this fine-tuning during learning is heavily influenced by noise, filtering is often applied prior to learning sparse coding. Based on recent advances in signal processing, we suggest replacing traditional noise models by a decomposition into a dense signal of low intrinsic dimension and into a full rank, but sparse signal, which will be then the subject of the  actual sparse encoding.  When applied on natural images, our model can learn localized oriented filters even for very overcomplete representations. Based on the similarities between the experimentally found properties of the early stages of vision and the filtering properties of the preprocessing  stages we conjecture that several unresolved issues of early vision may be explained by assuming that the brain employs a fine interaction between dense representations and sparse coding as suggested by our model.