חוקרים ייצוגי האובייקט בזרם Visual הגבי מקוק באמצעות הקלטות יחיד-יחידה

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח במדעי המוח של מערכות הראייה והמוטוריקה. לדוגמה, כיצד נוירונים מקודדים אובייקטים וחלקי אובייקט? וכיצד משתנים ייצוגים עצביים מחזותי למוטורי?

היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שניתן לחקור נוירונים עם אובייקטים בעולם האמיתי במהלך הגעה ואחיזה, ועם תמונות של אובייקטים וחלקי אובייקטים המוצגים בתצוגה. מריה רומרו, פוסט-דוקטורנטית, ואיירין קפררה, דוקטורנטית מהמעבדה שלי. התחל עם הנבדק הממוקם בכיסא הבדיקה מול מערך אחיזת האובייקט.

כוונן מצלמת אינפרא אדום מול עיני הנבדק כדי לקבל תמונה נאותה של האישון ורפלקס הקרנית. כדי להפעיל את משימת האחיזה המונחית חזותית באמצעות מערך קרוסלה, תחילה אפשר לקוף המקוק למקם את היד הנגדית לחצי הכדור המוקלט במצב מנוחה בחושך מוחלט כדי להתחיל את הרצף. לאחר מרווח בין ניסוי משתנה של 2,000 עד 3,000 אלפיות השנייה, יש למרוח לייזר אדום כנקודת קיבוע בבסיס האובייקט.

אם החיה שומרת על מבטה בתוך חלון קיבוע מוגדר אלקטרונית למשך 500 אלפיות השנייה, האירו את האובייקט מלמעלה עם מקור אור. לאחר מכן, לאחר עיכוב משתנה של 300 עד 1, 500 אלפיות השנייה, תכנת עמעום של הלייזר כרמז חזותי. הנחו את קופי המקוק להרים את היד ממצב המנוחה ולהושיט יד, לאחוז בו ולהחזיק אותו למשך מרווח משתנה אקראי של 300 עד 900 אלפיות השנייה.

בכל פעם שקוף המקוק מבצע את כל הרצף בצורה נכונה, תגמלו אותו בטיפת מיץ. באשר למערך הקרוסלה, תן לקוף המקוק למקם את היד הנגדית לחצי הכדור המוקלט במצב מנוחה בחושך מוחלט כדי להתחיל את הרצף. לאחר 2,000 עד 3,000 אלפיות השנייה, האירו את הנורית על האובייקט.

שוב, אם החיה שומרת על מבטה בתוך חלון קיבוע מוגדר אלקטרונית, האירו את האובייקט במקור אור לבן. לאחר העיכוב, כבה את הנורית כאות החזותי. שוב, הקוף מרים את היד ממצב המנוחה ומושיט יד, אוחז ומחזיק את החפץ.

תגמלו את הקוף בטיפת מיץ לאחר כל רצף נכון. המשך את האימון עם חפצים נוספים. במהלך המשימה, התוכנה צריכה למדוד את זמן התגובה בין אות ה-go לתחילת תנועת היד.

וזמן האחיזה בין תחילת התנועה להרמה של החפץ. עבור משימות דו-ממדיות, השתמש בצג LCD רגיל. הקרנת כל הגירויים החזותיים על רקע שחור.

לבדיקות התלת מימד, אתר שני תריסי גביש נוזלי פרואלקטרי מול עיני הקוף. לבדיקת התלת מימד, אתר שני תריסי גביש נוזלי פרואלקטריים מול עיני הקוף. הצג את הגירויים באופן סטריאוסקופי על ידי החלפת תמונות העין השמאלית והימנית על צג שפופרת קרן קתודה המצויד בזרחן P46 מהיר, תוך הפעלת התריסים ב-60 הרץ עם סנכרון לשחזור האנכי של הצג.

התחל את הניסוי על ידי הצגת ריבוע קטן במרכז המסך כנקודת הקיבוע. אם מיקום העין נשאר בתוך חלון מרובע של מעלה אחת המוגדר אלקטרונית למשך 500 אלפיות השנייה לפחות, הצג את הגירוי החזותי על המסך למשך זמן כולל של 500 אלפיות השנייה. כאשר הקוף שומר על קיבוע יציב עד לקיזוז הגירוי, תגמלו אותו בטיפת מיץ.

כדי לחקור סלקטיביות צורה, הפעל מספר בדיקות עם תמונות דו-ממדיות במהלך משימת הקיבוע הפסיבית המתחילה במבחן חיפוש. בדוק את הסלקטיביות החזותית של התא באמצעות קבוצה רחבה של תמונות, כולל תמונות של האובייקט שנתפס ב-VGG. עבור מטלה זו וכל המטלות החזותיות הבאות, השווה את התמונה המעוררת את התגובה החזקה ביותר, המכונה תמונה מועדפת, לתמונה שנייה שאליה הנוירון מגיב חלש, המכונה תמונה לא מועדפת.

לאחר מכן, הפעל בדיקת קווי מתאר. מתמונות פני השטח המקוריות של אובייקטים אמיתיים, קבל גרסאות פשוטות בהדרגה של אותה צורת גירוי. אסוף לפחות 10 ניסיונות לכל מצב.

כדי לקבוע אם תא העצב מעדיף את המשטח המקורי, את הצללית או את קווי המתאר מהצורה המקורית. לאחר מכן הפעל מבחן שדה קליטה. הציגו תמונות של אובייקטים במיקומים שונים בתצוגה, המכסים את שדה הראייה המרכזי.

בסך הכל משתמשים כאן ב-35 עמדות בשלוש מעלות. לבסוף, הפעל בדיקת הפחתה עם שברי קווי מתאר המוצגים במרכז שדה הקליטה כדי לזהות את תכונת הצורה האפקטיבית המינימלית. קבע את תכונת הצורה האפקטיבית המינימלית כמקטע הצורה הקטן ביותר המעורר תגובה שהיא לפחות 70% מתגובת המתאר השלמה.

התמונה הזו מציגה את התגובות של תא עצב לדוגמה שהוקלט מאזור F5p, שנבדק עם כדור וצלחת, שמוצג בשני גדלים שונים. תא העצב הספציפי הזה הגיב לא רק לגירוי האופטימלי של הכדור הגדול, אלא גם לצלחת הגדולה. לשם השוואה, התגובה לעצמים הקטנים יותר הייתה חלשה יותר.

התמונות הבאות מציגות תוצאות מתא עצב לדוגמה שהוקלט באזור התוך-קודקודי הקדמי, ונבדק הן במהלך משימת האחיזה המונחית חזותית והן במהלך הקיבוע הפסיבי. תא עצב זה הגיב במהלך האחיזה. תא העצב הגיב גם להצגה חזותית של תמונות דו-ממדיות של אובייקטים, כולל תמונות של האובייקטים ששימשו במשימת האחיזה.

המועדף לא היה האובייקט שיש לתפוס, אלא תמונה דו-ממדית אחרת שלבעל החיים לא היה ניסיון קודם באחיזה. דוגמה לתגובות שהתקבלו במבחן ההפחתה מוצגת כאן. תא עצב לדוגמה זה הגיב לשברים הקטנים ביותר במבחן.

לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך פחות מ-90 דקות, אם היא מבוצעת כהלכה. אחרי הצפייה בסרטון הזה, אתם אמורים להבין היטב כיצד לבחון תאי עצב בזרם הראייה הגבי עם אובייקטים ותמונות של עצמים כדי לקבוע את התכונות הקריטיות שמניעות את התגובות.