Unidad I Fundamentos neurales de la percepción visual La retina y el LGN

Unidad IFundamentos neurales de la

percepción visualLa retina y el LGN

Propiedades de...L.T. Sharpe et al. (1999).

1º

1º

Conos LMS en proporción 10:5:1; los conos L y M están distribuidos de manera aleatoria, los conos S, sin embargo, parecen dispuestos de manera semi-regular.

20x20’’ libre de conos S

Fig. I.1b.

Propiedades de los fotorreceptores.Sensibilidad espectral de los conos: absortancias efectivas.A. Stockman y L.T. Sharpe (2000).

440

565

540

Fig. I.2.

Propiedades de los fotorreceptores.Respuesta de los conos: no linealidad.

Fig. I.3.

nninc

ninc

máxincN

NRNR

),(

nnabs

nabs

máxabs N

NRNR

),(

Principio de Univariancia

tiempo

lum

ina

nci

a

Fig. I.4.

nn

n

máx I

IRIR

Propiedades de los fotorreceptores.Respuesta de los conos: no linealidad, adaptación.J. M. Valeton y D. van Norren (1983).

Excitación e inhibición. Respuestas on y off de una célula.

Fig. I.5.

NP2NP1

NP1100IT

Índice de transitoriedad.Maunsell, J. H. R y Gibson, J. R (1992);[adaptado de Schiller, P. H y Malpeli J. G. (1978, 1979)].

NP1 NP2

Fig. I.6.

Velocidad de conducción.De Schiller, P. H. y Malpeli, J. G. (1978, 1979).

0

510

1520

25

3035

40

Núm

ero

de c

élul

as

0 1 2 3 4 5 6Latencia de

conducción (ms)

Magno

“desde que se produce una señal en el quiasma óptico hasta que aparece el primer pico en una célula del LGN

0 1 2 3 4 5 60

510

1520

25

3035

40

Latencia de conducción (ms)

Parvo

Núm

ero

de c

élul

as

Fig. I.7.

Propiedades temporales de M y P.

Índice de transitoriedad:

Magno mayores, Parvo menores

Latencia:

Magno cortas, Parvo más largas

Velocidad de conducción (del axón):

Magno altas, Parvo menores.

Campo receptivo temporal (ver más adelante):

Magno bifásicos, Parvo más monofásicos

)(M)(L P

)(M)(L M

)(M)(L)(S

K

Sensibilidad espectral: células oponentes y no oponentes.De Valois et al. (1966)

?

Fig. I.8.

Concepto de campo receptivo. Modelo de Rodiek.

0

dr)r(CR)r(I)r(IR

2

expC

CC

rArS

)r(S)r(S)r(CR PC

2

expP

PP

rArS

CR(r,t,)=f(r).h(t).S()x x

Fig. I.9.

Respuestas a un estímulo en diferentes regiones del campo receptivo.

Fig. I.11.

Tipo I (centro L-on) Tipo II (S on)

Para identificar los inputs hay que mapear el campo receptivo con los estímulos adecuados.Wiesel, T.N y Hubel, D.H. (1966).

Lo

g r

es

pu

es

ta

Fig. I.12.

S-(L+M) (L+M)-S

K

+L+M

-L-M

-L-M

+L+M

M

P+L

-M

+M

-L

-M

+L

-L

+M

Mapas de inputs y sensibilidad espacial.

Tipo III

Tipo I

Tipo II

Fig. I.13.

M=0

L=0

L=M=0

S=0

Respuesta a diferentes estímulos en un campo receptivo cuyo mapa de inputs es de Tipo I (por ej. +L/-M).

Nótese que para que la oponencia se manifieste es necesario que la luz llene todo el campo receptivo.

Fig. I.14.

Campo receptivo de una célula oponente en la fovea.P. Lennie (2001).

Al menos en la fovea, el centro del campo receptivo recibe señal de un sólo cono.

Fig. I.15.

Modelo de Rodiek en una célula de Tipo I (+L/-M), pero no en la fovea.

),(),(),( rSrSrCR PC

Rodiek

0

),(),(),( drrCRrIrIR

S }){-(r/expA)(S),(r CCCC2

S }){-(r/expA)(S),(r PPPP2

,rCR ?KC

KP

Fig. I.16.

Cambios de luminancia

Cambios de color

Nótese que cuando el cambio es puramente cromático, el antagonismo del campo receptivo se convierte en sinergismo.

Estímulos óptimos en una célula de Tipo I (+L-/M), a partir del punto neutro.

Y Y

Fig. I.17.

S-(L+M) (L+M)-S

K

+L+M

-L-M

-L-M

+L+M

M

P+L

-M

+M

-L

-M

+L

-L

+M

Tipo III

Tipo I

Tipo II

CRs para cambios de lum y col (a partir del punto neutro).

Fig. I.18.

S-(L+M) (L+M)-S

K

+L+M

-L-M

-L-M

+L+M

M

P+L

-M

+M

-L

-M

+L

-L

+M

Tipo III

Tipo I

Tipo II

Estímulos óptimos (a partir del punto neutro).

Fig. I.18.

Respuesta de una célula de Tipo I (+M/-L) a una barra.De Valois, R. L. et al. (1977).

Fig. I.19.

+M

+M

1

3

2

1

2

3

Y Y Y

CSFs acromática.Derrington, A.M. y Lennie, P. (1983).

Fig. I.21a.

CSFs Magno vs Parvo.Derrington, A. M. y Lennie, P. (1983).

Fig. I.21b.

Tipo I

Magno

Las células M tienen sensibilidad de pico más alta, pero las células P tienen mejor resolución.

CSFs cromática y acromática de una célula de Tipo I.De von BlancKensee (1981).

Fig. I.22.

1

2

3

12

3

Pero, realmente, el espacio y el tiempo no son separables: campo receptivo espacio-temporal.

Las células M tienen los CRs temporalmente bifásicos, mientras que los de las células P son más monofásicos.

Fig. I.25.

centro

periferia

CSFs temporales cromática (izq.), acromática Parvo-Tipo I (centro ) y acromática Magno (der.).Lee, B. B. et al. (1994)

frecuencia temporal

Fig. I.23.