単一ユニットの録音を使用してサルの背側視覚ストリームのオブジェクト表現を調査
Summary
頭頂前頭に関わるニューロンの視覚運動変換オブジェクトの選択を分析する詳細なプロトコルが表示されます。
Abstract
以前の研究では、サル脳の頭頂前頭領域のニューロンとして同様の方法で高選択的な実世界のオブジェクト、視差定義曲面、現実世界のオブジェクト (と格差なし) の画像にすることができます示されています。腹側視覚経路で説明します。また、頭頂前頭領域はビジュアル オブジェクト情報把握時の手の予成形など、適切な運動出力に変換すると考えられています。視覚運動変換に関与するより皮質ネットワークにおけるオブジェクト選択性を特徴付けるために、我々 は頭頂前頭領域のニューロンのビジュアル オブジェクトの選択を分析するためのテストのバッテリー提供します。
Introduction
ヒトとヒト以外の霊長類は、物体把持を含む複雑な運動を実行する容量を共有します。これらのタスクを正常に実行するには、私たちの脳は運動指令に組み込みのオブジェクトのプロパティの変換を完了する必要があります。この変換は、頭頂部と腹側運動前野1,2,3 (図 1) にある背側皮質の高度なネットワークに依存しています。
サルとヒトの4,5病変の研究から、我々 は背側視覚ストリーム – 一次視覚野を出発し、後部頭頂皮質に向けて – は空間的なビジョンとモーターの計画の両方に関与している知っています。アクション。ただし、背側ストリーム エリアの大半はないユニークなタイプの処理に捧げています。例えば、頭頂連合野 (AIP)、背側視覚ストリーム終了段階区域の 1 つは火の把握6,7、8時だけでなく、視覚的にニューロンの様々 な含まれてオブジェクト7,8,9,10の検査。
AIP と同様に、エリア、腹側運動前野 (PMv) にある F5 のニューロンは注視と物体把持、モーター アクション11に視覚的情報の変換に重要と思われる中にも対応します。この地域 (サブセクター F5a) の前方の部分に神経細胞が含まれています12,13, 画像三次元 (3 D、視差定義) に選択的に応答のサブセクター凸 (F5c) にあるニューロンが含まれています。ミラーのプロパティ1,3、発火によって特徴付けられる両方とき動物を実行またはアクションを観察します。最後に、後方の F5 領域 (F5p) は視覚運動ニューロンの両方の観測に対応の割合が高いと 3 D オブジェクト14,15の把握の手関連のフィールドです。弓状溝の下の枝に位置するエリア 45B、f5 キーの横にある、図形処理16,17と把持18の両方に関与する可能性があります。
頭頂葉と前頭葉皮質でオブジェクトの選択のテストは困難なこれらのニューロン応答機能やこれらのニューロンの受容野を判別することは困難です。たとえば、ニューロンは、円錐形ではなく、プレートに応答する場合これらのオブジェクトの機能はこの選択性を運転です: 2 D 輪郭、3 D 構造、深さ、方向やさまざまな機能の組み合わせ?オブジェクトの固定をつかんで中に応答するニューロンの重要なオブジェクトの機能を決定するには、物体の画像と同じ画像の縮小バージョンを使用してさまざまなビジュアル テストを採用する必要です。
AIP と F5 のニューロンのかなりの割合だけでなくに応答オブジェクトの視覚的なプレゼンテーションも動物は (すなわち、視覚情報がない場合) 暗闇の中でこのオブジェクトを把握します。このようなニューロンは、把握できないオブジェクトのイメージに答えないかもしれない。したがって、応答の視覚と運動のコンポーネントは、これらの地域の神経の物体の表現を調査することは困難となる密接に、接続されます。視覚運動ニューロンは、実世界のオブジェクトでのみテストできる、のでこれらの重要な機能を決定する場合、視覚的なフィールドで別の位置と向きが異なるさまざまなオブジェクトを提示するため柔軟なシステムが必要ニューロン。後者は、視空間のさまざまな場所でさまざまなオブジェクトを提示可能なロボットによってだけ達成することができます。
この記事は、頭頂前頭神経細胞の研究に興味がある研究者の実験ガイドを提供する予定です。次のセクションでは、サル (猿アカゲザル) の把握、および visual オブジェクトの応答の解析の研究室で使用される一般的なプロトコルを提供します。
Protocol
Representative Results
Discussion
背側ストリームの研究への包括的なアプローチの行動課題と視覚テストの慎重な選択が必要です: 結合したまたは地域の特定のプロパティに個別に応じて視覚的把握のパラダイムを採用できます。
この記事で私たちは視覚と運動タスクのサブセットに応答に AIP で F5p 記録神経活動の例を提供しますが、地域 45B など他の前頭領域で非常に類似した応答を観察できると F5a?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
私たちは技術と行政支援の Inez Puttemans、マルク ・ デ ・ Paep、サラ ・ デ ・ Pril、ワウテル ・ Depuydt、アストリッド ハーマンズ、ピート Kayenbergh、ヘリット ・ Meulemans、クリストフ ・ Ulens、ステイン Verstraeten をありがちましょう。
Materials
| Grasping robot | GIBAS Universal Robots | UR-6-85-5-A | Robot arm equipped with a gripper |
| Carousel motor | Siboni | RD066/†20 MV6, 35×23 F02 | Motor to be implemented in a custom-made vertical carousel. It allows the rotation of the carousel. |
| Eye tracker | SR Research | EyeLink II | Infrared camera system sampling at 500 Hz |
| Filter | Wavetek Rockland | 852 | Electronic filters perform a variety of signal-processing functions with the purpose of removing a signal's unwanted frequency components. |
| Preamplifier | BAK ELECTRONICS, INC. | A-1 | The Model A-1 allows to reduce input capacity and noise pickup and allows to test impedance for metal micro-electrodes |
| Electrodes | FHC | UEWLEESE*N4G | Metal microelectrodes (* = Impedance, to be chosen by the researcher) |
| CRT monitor | Vision Research Graphics | M21L-67S01 | The CRT monitor is equipped with a fast-decay P46-phosphor operating at 120 Hz |
| Ferroelectric liquid crystal shutters | Display Tech | FLC Shutter Panel; LV2500P-OEM | The shutters operate at 60 Hz in front of the monkeys and are synchronized to the vertical retrace of the monitor |
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