Детектори орієнтації і напрямки руху ліній

Як вже говорилося, реакції детекторів визначаються скалярними добутками надходять на них векторів збудження і векторів синаптичних ваг цих детекторів. Матриця, утворена кількістю спайки, викликаних набором стимулів, являє собою матрицю скалярних творів, що містить інформацію про вектори збудження предетекторов. Аналіз такої матриці дозволяє відновити вектори порушення предетекторов.

Визначення характеристик предетекторов по матриці спай- кових розрядів пов`язаних з ними детекторів було виконано Г. Вайткявічюсом (див. Соколов, 2003). Аналіз матриць, утворених числом спайки в відповідях детекторів орієнтації різних нахилів ліній, розташованих в областях V1 і V2 зорової кори, виявив існування двох базисних предетекторов, характеристики яких збігаються з синусом і косинусом подвійного кута орієнтації лінії. Третій незалежний фактор був представлений спайковую шумом, не залежних від кута орієнтації лінії. Те ж саме справедливо і для нейронного кодування напрямку руху точки. Таким чином, орієнтація лінії і напрямок руху точки представлені в областях v1 і v2 незалежними локальними ансамблями предетекторов. Кожен ансамбль включає по два предетекторов, що мають синусно-косинусні характеристики подвійного кута для нахилу лінії і кута напрямку руху для рухається точки. Що стосується шумового фактора, то він не залежить від орієнтації та напрямки руху, а визначається різницею між фоном і інтенсивністю висунутого стимулу. З урахуванням тільки синус-косинусного предетекторов геометричні простору як детекторів орієнтації ліній, так і детекторів напрямки руху представляють собою кола, де кожен детектор представлений вектором постійної довжини з компонентами cos2a, sin2a для орієнтації лінії і соБф, БШФ для напрямку руху, де a - орієнтація лінії, а ф - напрямок руху.

Нейрони Clare-Bishop області кори кішки (аналога області V5 приматів) характеризуються великими (45 ° х 45 °) рецептивних полями і виявляють селективність до комбінації ознак: орієнтації смужки і напрямку її руху. Аналіз матриць, утворених числом спайки у відповідях цих нейронів на різний напрямок руху певним чином орієнтованої смужки, показав, що відповідь такого комплексного детектора детермінується чотирма предетекторов, що мають характеристики: cos2a + cosф- cos2a - cosф- sin2a + s ^ - sin2a - s ^ . Кожен предетекторов асоціативної зорової кори формується за рахунок підсумовування виходів локальних предетекторов орієнтації та напрямки руху.

Таким чином, безліч комплексних детекторів орієнтації і напрямки руху утворює сферичну поверхню в чотиривимірному просторі, так що кожен детектор представлений вектором постійної довжини. Ця сферична карта комплексних детекторів служить засобом відображення рухомих за різними напрямками відрізків різної орієнтації. При зміні орієнтації і напрямки руху відображення переміщається по такій детекторной карті з одного детектора комплексу на інший.

Розглянутий приклад з`єднання орієнтації і напрямки руху дозволяє сформулювати загальний принцип конструювання комплексних детекторів. Процес починається з комбінації локальних предетекторов, що визначає базис нового простору комплексних детекторів, розмірність якого дорівнює загальному числу предетекторов. При цьому виконується умова сферичності. Селективність комплексних детекторів досягається підбором синаптичних контактів, які повинні бути рівні (або прямо пропорційні) відповідним вкладами предетекторов.

Як і в разі колірного зору, гіперсфера відображення комплексів орієнтації лінії та напрямки її руху утворює психофізіологічну модель, в якій декартові координати визначають збудження нейронів-предетекторов, а сферичні координати - психологічні характеристики.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!