단일 단위 기록을 사용 하 여 원숭이 등 Visual 스트림에 개체 표현을 조사

Summary

Parieto 정면 신경 visuomotor 변환에 관련 된의 개체 선택도 분석 하는 자세한 프로토콜 제공 됩니다.

Abstract

이전 연구 parieto 정면 지역 원숭이 두뇌의 뉴런 유사한 방식으로 실제 개체, 곡선된 표면 부동 정의 및 실제 개체 (와 차이 없이)의 이미지에 대 한 높은 선택 될 수 있습니다. 복 부 영상 스트림에서 설명합니다. 또한, 시각적 개체 정보를 파악 하는 동안 손의 미리 형성 하는 등 적절 한 모터 출력 변환할 parieto 정면 지역 추정 된다. 더 나은 외피 네트워크에서 개체 선택을 특성화 하기 위해 visuomotor 변환에 관련 된 우리 제공 테스트 parieto 정면 지역에서 뉴런의 표시 개체 선택도 분석 하기 위한 배터리.

Introduction

인간과 비 인간 영장류의 개체 파악 등 복잡 한 모터 작업 수행 능력을 공유 합니다. 이러한 작업을 성공적으로 수행 하려면 우리의 두뇌 모터 명령으로 내장 개체 속성의 변화를 완료 하는 데 필요 합니다. 이 변환은 정수 리 및 복 부 premotor 피 질^1,2,3 (그림 1)에 위치한 등 대뇌 피 질의 영역의 정교한 네트워크에 의존 합니다.

원숭이 인간^4,5병 변 연구, 우리 등 시각적 스트림-기본 시각 피 질에서 발생 하 고 후부 정수 리 피 질 쪽으로 이동-공간 비전 및 모터의 계획에 관여 알으십시오 작업입니다. 그러나, 스트림 등 분야의 대다수 하지 처리의 헌신. 예를 들어, 전방 intraparietal 지역 (AIP) 등 시각적 스트림의 끝 단계 분야 중 하나 파악 하는^6,7,8, 하는 동안 뿐만 아니라 시각 동안 발생 하는 신경 세포의 다양 한 포함 개체^7,8,,910의 검사.

AIP와 마찬가지로 지역 F5, 복 부 premotor 피 질 (PMv)에 있는 신경 세포 또한 응답 시각적 고정과 개체를 파악 하 고, 모터 동작¹¹로 시각적 정보 변환에 대 한 중요 한 될 것입니다. 이 지역 (subsector F5a)의 앞쪽 부분 포함 신경 볼록함이 (F5c)에 위치한 subsector 신경 포함^12,13, 이미지를 3 차원 (3D, 불균형 정의) 선택적으로 응답 미러 속성^1,3, 발사 특징 두 때 동물 수행 또는 작업을 관찰. 마지막으로, 후부 F5 지역 (F5p) visuomotor 신경 모두 관찰에 응답의 비율이 높은와 3D 개체^14,15의 파악 하는 손 관련 분야 이다. F5, 지역 45B, 옆 아치형 고 랑의 열 등 한 ramus에 있는, 또한 모양 처리^16,17 에 쥐고¹⁸관련 있을 수 있습니다.

정수 리와 전 두 엽 피 질에서 개체 선택을 테스트는 도전, 때문에 이러한 신경 응답 하는 기능 및 이러한 뉴런의 수용 필드는 결정 하기가 어렵습니다. 예를 들어 신경 원뿔 하지만 접시에 응답, 어떤 기능을 이러한 개체의 운전이 선택도: 2D 윤곽선, 3 차원 구조, 깊이, 방향 또는 많은 다른 특징의 조합? 개체 고정 하 고 파악 하는 동안 응답 하는 뉴런에 대 한 중요 한 개체 기능을 확인 하려면 사용 하는 개체의 이미지와 같은 이미지의 감소 된 버전을 사용 하 여 다양 한 시각적 테스트 필요가 있다.

AIP에 F5 뉴런의 상당한 일부분 뿐만 아니라 응답 개체의 시각적 프레 젠 테이 션 뿐만 아니라 동물 grasps이 개체 (즉, 시각적 정보의 부재에서) 어둠 속에서 때. 이러한 신경 파악 될 수 없는 개체의 이미지에 응답 하지 않을 수 있습니다. 따라서, 응답의 시각과 모터 구성 요소는 밀접 하 게 연결, 어려운이 지역에서 신경 개체 표현을 조사 하. Visuomotor 신경만 실제 개체와 테스트할 수 있습니다, 이후 우리 우리가 이러한 중요 한 기능을 확인 하 고 싶다면 다른 방향에서 시야에 다른 위치에 다른 개체를 제시에 대 한 유연한 시스템 필요 신경입니다. 후자의 얻을 수 있습니다 시각적 공간에서 서로 다른 위치에 다른 개체를 제시 수 있는 로봇에 의하여.

이 문서는 parieto 정면 뉴런의 연구에 관심이 있는 연구자는 실험 가이드를 제공 하고자 합니다. 다음 섹션에서 우리는 깨어 있는 짧은 꼬리 원숭이 원숭이 (Macaca mulatta)에서 파악 하 고 시각적 개체 응답의 분석에 대 한 우리의 실험실에서 사용 되는 일반 프로토콜을 제공 합니다.

Protocol

모든 기술적인 절차 관리 및 실험 동물의 사용 및 EU 지침 2010/63/EU에 대 한 국립 연구소의 건강의 안내에 따라 수행 했다 고 구 루벤의 윤리 위원회에 의해 승인 했다. 1. 일반 깨어 행동 원숭이에 Extracellular 녹음 방법 특정 연구 문제를 해결 하는 데 필요한 시각 및 모터 작업을 수행 하는 동물을 훈련. 동물 신경을 광범위 하 게 테스트 하 고 신경 응답 (그…

Representative Results

그림 5 플롯 F5p 4 개체와 테스트 영역에서 기록 하는 예제 신경의 응답:-구체와 접시-두 개의 서로 다른 크기 (6, 3 cm)에 표시 된 두 개의 서로 다른 모양. 이 특정 신경 뿐만 아니라 큰 접시 (하단 왼쪽된 패널)에 큰 영역 (최적의 자극, 위 왼쪽된 패널), 뿐만 아니라 반응 했다. 비교에서는, 더 작은 개체에 응답은 약한 (상위 및 하위 패널을 오른쪽). <p …

Discussion

지 스트림 연구에 포괄적인 접근 방식이 필요 행동 작업 및 visual 테스트의 주의 깊은 선택: 결합 하거나 별도로 지역의 특정 속성에 따라 시각과 쥐고 패러다임을 채택 될 수 있다.

이 문서에서는, 우리는 신경 활동 시각 및 모터 작업의 하위 집합에 대 한 응답에서 AIP와 F5p에 기록 된의 예를 제공 하지만 매우 비슷한 응답 지역 45B 등 다른 정면 지역에서 관찰 될 수 있다 및 F5a.<…

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