Rezeptives feld
Die Navigation des Gehirns wird normalerweise aus zwei verschiedenen Perspektiven definiert, einem egozentrischen Bezugsrahmen, in dem der Beobachter im Zentrum steht [die Bibliothek ist zu meiner Linken], und einem allozentrischen Bezugsrahmen, der beobachterunabhängig ist [die Bibliothek befindet sich nördlich des Krankenhauses und wird dies unabhängig davon tun, wohin sich mein Körper in Bezug auf sie dreht]. Die allozentrische Abstimmung findet sich in der Regel bei Der Hippocampus und der parahippocampale Kortex, einschließlich des entorinalen Kortex, befinden sich in dem, was oft als Navigationszentrum des Gehirns angesehen wird (wo Gitterzellen und Ortszellen zu finden sind), während egozentrische Verarbeitung in eher basalen Kortexregionen wie dem retrosplenialen Kortex gefunden wurde – einer Region in der Nähe des primären visuellen Kortex mit vielen visuellen Verbindungen.
Die Erklärung, wie wir Ort und Raum innerhalb dieser Bezugsrahmen wahrnehmen, ermöglicht es uns, zelluläre Eingaben zu unterscheiden und zu verstehen, wie Navigationsberechnungen in verschiedenen Teilen des Gehirns ablaufen. Zellen im primären visuellen Kortex werden in der Regel auf der Grundlage ihrer Reaktion auf klassische Stimulation definiert, bei der dem Tier eine spezifische visuelle Stimulation verabreicht wird, die zu einer stark stereotypen zellulären Aktivität führt.
Diese Untersuchungen werden in der Regel an Tieren mit fixiertem Kopf (Tiere, bei denen der Kopf fest). Das visuelle System wurde jedoch nicht entwickelt, um einfach auf Lichtflecken auf einem kontrastierenden Hintergrund zu reagieren, sondern um Formen und Objekte in der realen Welt zu unterscheiden, oft mit einem unübersichtlichen Hintergrund. Wir wollten sehen, wie Zellen in der visuellen Region des Gehirns reagieren, wenn das Tier eine lebensechtere visuelle Stimulation erhält, während es sich frei verhalten und interagieren kann, wie es es in Freiheit getan hätte, wenn es z.B.
mit einem einfachen Objekt in Kontakt gekommen wäre. Wir zeichneten die Zellaktivität im primären visuellen Kortex auf, sowohl bei kopffixierten Tieren mit klassischer visueller Stimulation als auch in Experimenten, in denen sich die Tiere frei in einer 80 x 80 cm großen Arena bewegen konnten, mit oder ohne die Anwesenheit eines einfachen Objekts. Um zu bestimmen, wo sich auf der Hirnrinde die funktionellen Grenzen des primären visuellen Kortex befanden, der dann als Leitfaden diente, verwendeten wir die Weitfeld-Photonenmikroskopie zusammen mit einer Analyse der Topographie der Netzhaut.
Wir fanden etwa 3% der Zellen mit hoher egozentrischer Abstimmung, die nur aktiv waren, wenn ein Objekt einen ganz bestimmten Teil des Sichtfeldes des Tieres einnahm, was sich in der spezifischen Körperausrichtung und Entfernung zum Objekt widerspiegelte. Diese Zellen reagieren hauptsächlich auf visuellen Input, haben aber ein komplexeres rezeptives Feld als die klassische Gitter-Reizreaktion.
Die Navigation der meisten Tiere, einschließlich des Menschen, hängt stark von der visuellen Eingabe der Welt um uns herum ab.
Neuere Studien haben gezeigt, dass die visuelle Region des Gehirns eine aktivere Rolle bei der Navigation spielt als nur die Bereitstellung visueller Informationen und dass die Die Verarbeitung findet auch im primären visuellen Kortex statt (der kortikalen visuellen Region, die zuerst Eingaben von der Netzhaut erhält). Die Navigation im gesamten Gehirn wird in der Regel aus zwei verschiedenen Perspektiven definiert, einem beobachterzentrierten (egozentrischen) Bezugssystem [die Bibliothek ist zu meiner Linken] und einem beobachterunabhängigen (allozentrischen) Bezugssystem [die Bibliothek befindet sich nördlich des Krankenhauses und es spielt keine Rolle, wie mein Körper in Bezug auf sie gedreht ist].
Allozentrisches Tuning findet sich häufig im hippokampalen und parahippocampalen Kortex, einschließlich des entorhinalen Kortex, in dem, was oft als Navigationszentrum des Gehirns angesehen wird (wie die Gitterzellen und Ortszellen), während egozentrisches Tuning in "früheren" prozessierenden kortikalen Bereichen wie dem retrosplenialen Kortex gefunden wurde – einer Nachbarregion des visuellen Kortex mit vielen visuellen Verbindungen.
Verständnis der räumlichen Verarbeitung in Bezug auf diese Bezugsrahmen ermöglicht es uns, zelluläre Eingaben zu differenzieren und zu verstehen, wie die Navigationsverarbeitung über verschiedene Gehirnregionen hinweg berechnet wird. Zellen im primären visuellen Kortex werden im Allgemeinen durch ihre Reaktion auf klassische Stimulation definiert, bei der dem Tier ein sehr spezifischer visueller Input gegeben wird, was zu einer sehr stereotypen zellulären Aktivität führt.
Diese Untersuchungen werden üblicherweise an kopffesten Tieren durchgeführt. Das visuelle System hat sich jedoch nicht so entwickelt, dass es einfach auf Lichtflecken auf einem kontrastierenden Hintergrund reagiert, sondern Formen und Objekte in der realen Welt erkennt, oft mit einem lauten und unordentlichen Hintergrund. Wir wollten sehen, wie Zellen in der visuellen Region des Gehirns reagieren, wenn dem Tier stattdessen ein lebensechterer visueller Input präsentiert wird, während es sich frei verhalten und interagieren kann, wie es in der realen Welt natürlich wäre, wenn es beispielsweise mit einem einfachen Objekt in Kontakt kommt.
Mit dem Miniatur-Zwei-Photonen-Kalzium-Bildgebungsmikroskop MINI2P Aufzeichnung der Zellaktivität im primären visuellen Kortex bei Tieren mit fixiertem Kopf unter Verwendung klassischer visueller Stimulation und anschließend in Versuchen, in denen sich die Tiere frei in einer 80 x 80 cm großen Arena bewegen konnten, mit oder ohne Anwesenheit eines einfachen Objekts. Um zu bestimmen, wo sich auf der Hirnrinde die funktionellen Grenzen des primären visuellen Kortex befanden, die als Leitfaden für die Aufzeichnung dienten, verwendeten wir Weitfeld-Einphotonen-Bildgebung und retinotope Analyse.
Wir fanden etwa 3% der Zellen mit hoher egozentrischer Abstimmung, die selektiv aktiv waren, wenn ein Objekt einen ganz bestimmten Teil des Gesichtsfeldes des Tieres einnahm, was sich in der spezifischen Körperausrichtung zum Objekt und in der Entfernung vom Objekt widerspiegelt. Diese Zellen reagieren hauptsächlich auf visuellen Input, haben aber ein komplexeres rezeptives Feld als die normale Gitter-Reizreaktion.