Przetwarzanie danych o obiektach wzrokowych
Naukowcy z projektu IVOR (Neuronal substrates of invariant visual object recognition in rats) połączyli psychofizykę, wielojednostkowe zapisy neuronalne, mapowanie ekspresji genów bezpośredniej i wczesnej reakcji (IEG) i narzędzia do nauki maszynowej, aby zbadać przetwarzanie informacji o obiektach wzrokowych w mózgu szczura. Ukończono badania behawioralne, podkreślając strategie przetwarzania kształtu w mózgu szczura, a wyniki opublikowano w Journal of Neuroscience. Odkryto, że mózg szczura przetwarza obiekty wzrokowe, korzystając z połączenia rozlicznych niezależnych cech, umożliwiających rozpoznawanie obiektów i rozróżnianie ich. Bazujące na IEG badania neuroanatomiczne kory wzrokowej i skroniowych ośrodków skojarzeniowych są już prawie ukończone. W szczególności skupiono się na c-fos, który jest czynnikiem transkrypcyjnym często ulegającym ekspresji podczas aktywności komórek nerwowych. Naukowcy zmapowali ekspresję c-fos IEG w mózgu szczura po wystawieniu go na różne bodźce wzrokowe, dotykowe i wzrokowo-dotykowe. Oznaczenia ilościowe gęstości wybarwionych komórek wskazują, że rozpoznanie obiektów wzrokowych w mózgu szczura obejmuje kaskadę aktywacji obszarów korowych. Sygnał pojawia się w pierwszorzędowej korze wzrokowej (V1), rozprzestrzenia się na boki do drugorzędowych pól wzrokowych (V2L), następnie dociera do skroniowych ośrodków skojarzeniowych (TeA) i wygasa w okolicach okołowęchowych. Wstępne wyniki badań neuroanatomicznych okazały się użyteczne w eksperymentach neurofizjologicznych na szczurzych potyliczno-skroniowych obszarach kory wzrokowej. U znieczulonych szczurów przeprowadzono wieloelektrodowe zapisy neuronalne z tych obszarów. Szczurom zaprezentowano dziesięć obiektów, każdy przekształcony względem innej osi (np. o zmienionej pozycji lub wielkości albo z innego punktu widzenia). Dotychczasowe wyniki wskazują na zwiększenie selektywności względem obiektu i tolerancji na przekształcania w odpowiedzi neuronalnej z obszarów od V1 do TeA. Obszary skroniowe w mózgu kodowały cechy bardziej uporządkowane niż obszary bliżej środka. Sugeruje to, że istnieje szlak przetwarzania obiektu w mózgu szczura, przypominający strumień przyosiowy u naczelnych. Wyniki projektu IVOR ukazały możliwości wykorzystania do badania funkcji wizualizacyjnych wyższego poziomu prostszych i tańszych modeli szczurzych. Oprócz szybszych wyników w porównaniu z modelami naczelnych, badacze z powodzeniem uzyskali nową wiedzę o maszynerii neuronalnej związaną z reprezentacją obiektów w ssaczym układzie wzrokowym.
