Том 40 №1

Содержание

1. Нейрональная активность височной коры неанестезированной кошки, синхронизированная с дыхательным ритмом
2. Поведенческие реакции кукурузного мотылька на ультразвуковые сигналы в лабораторных и полевых условиях
3. Временные пороги локализации движущихся звуковых образов у пациентов с хронической сенсоневральной тугоухостью и центральными слуховыми расстройствами
4. Факторы апперцепции при обнаружении речевого сигнала на фоне пространственно распределенного шума многоголосия
5. О влиянии глицина на обонятельную чувствительность крыс линии Вистар, опосредованном возбуждающим глициновым рецептором
6. Двухканальный механизм кодирования ориентаций в зрительной системе

Статья посвящена изучению механизма кодирования ориентаций линий в зрительной системе путем построения сферических моделей различения стимулов в рамках векторного подхода к кодированию сенсорных признаков (школа Е.Н. Соколова). Сравнительный анализ модели ориентаций линий и модели ориентаций отрезков позволил выявить их принципиальное сходство и предположить наличие универсального двухканального механизма (двухканального модуля) кодирования ориентаций. Двухканальный модуль ориентации рассматривается как функциональное объединение детекторных элементов зрительной системы, в результате взаимодействия которых осуществляется распознавание ориентаций элементов изображения. Векторной моделью двухканального модуля ориентаций является сферическая модель различения стимулов – линий и отрезков с разным углом наклона в видимом поле. В данной модели стимулы представлены точками на поверхности двухмерной сферы, сферическая координата которых соответствует субъективной характеристике распознавания стимулов – ориентации, а линейные координаты модели отражают активацию детекторных элементов зрительной системы, обеспечивающих процесс распознавания. Полученные данные указывают на то, что при восприятии линий или отрезков с изменяющимся углом наклона общая структура модуля не меняется: он остается двухканальным и кодирует ориентацию. Изменения связаны со свойствами составляющих его детекторных элементов, которые включаются в состав двухканального модуля для распознавания ориентации определенного изображения. Обсуждаются механизмы изменения свойств нейронных каналов в составе двухканального модуля ориентаций. Согласно одной гипотезе, в зависимости от зрительной задачи в состав модуля включаются нейронные каналы с разными детекторными свойствами. Согласно другой гипотезе, нейронные каналы модуля ориентации фиксированы, но пластично изменяют свою настройку в зависимости от изображения.

Ключевые слова: векторная модель кодирования ориентаций, сферическое пространство стимулов, зрительное восприятие ориентаций линии, зрительное восприятие ориентаций отрезка, двухканальный модуль ориентаций

DOI: 10.7868/S3034593626010062

Список литературы:

• Бабенко В.В. Зрительные механизмы второго порядка: обзор исследований. Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. 2023. T. 73. № 1. С. 3–23.
• Измайлов Ч.А. Глава 1. Проблема носителя зрительного языка: психофизические методы. Психологический журнал Международного университета природы, общества и человека «Дубна». 2011а. № 3. C. 54–69.
• Измайлов Ч.А. Глава 2. Проблема носителя зрительного языка: психофизиологические методы. Психологический журнал Международного университета природы, общества и человека «Дубна». 2011б. № 3. C. 70–100.
• Измайлов Ч.А. Культурная эволюция и цветовое восприятие. Психологический журнал Международного университета природы, общества и человека «Дубна». 2010. № 3. C. 32–41.
• Измайлов Ч.А., Коршунова С.Г., Соколов Е.Н., Чудина Ю.А. Геометрическая модель различения ориентаций линии, основанная на субъективных оценках и зрительных вызванных потенциалах. Журн. высш. нервн. деят. им. И. П. Павлова. 2004. Т. 54. № 2. С. 267–279.
• Измайлов Ч.А., Соколов Е.Н., Черноризов А.М. Психофизиология цветового зрения. М.: Изд-во МГУ, 1989. – 206 с.
• Полянский В.Б. Школа Е.Н. Соколова и психофизиологические исследования на животных. Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 14. Психология. 2010. № 4. С.140-148;
• Соколов Е.Н. Принцип векторного кодирования в психофизиологии. Синергетика и психофизиология / Под ред. В.И.Аршинова, И.Н. Трофимовой, В.М.Шеляпина. 2004. Вып. 3. С. 320–335.
• Терехина А.Ю. Анализ данных методом многомерного шкалирования. 1986. 168 с.
• Терехина А.Ю. Многомерное шкалирование в психологии. Психологический журнал. 1983. Т.4. №1. С.76–88.
• Черноризов А.М. Психофизиологическая школа Е.Н. Соколова. Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 14. Психология. 2010. № 4. С.4–21.
• Fu Y.x., Djupsund K., Gao H., Hayden B., Shen K., Dan Y. Temporal specificity in the cortical plasticity of visual space representation. Science. 2002. V. 296(5575). P. 1999–2003. https://doi.org/10.1126/science.1070521
• Ge Y., Zhou H., Qian C., Zhang P., Wang L., He S. Adaptation to feedback representation of illusory orientation produced from flash grab effect. Nat Commun. 2020. V. 11(1). P. 3925. https://doi.org/10.1038/s41467-020-17786-1
• Gilbert C.D. Cortical dynamics. Acta Paediatr Suppl. 1997. V. 422. P. 34–7. https://doi.org/10.1111/j.1651-2227.1997.tb18341.x
• Gilbert C.D. Laminar differences in receptive field properties of cells in cat primary visual cortex. J Physiol. 1977. V. 268(2). P. 391–421. https://doi.org/ 10.1113/jphysiol.1977.sp011863
• Gilbert C.D., Li W. Adult visual cortical plasticity. Neuron. 2012. V. 75(2). P. 250–64. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2012.06.030
• Gilbert C.D., Li W. Top-down influences on visual processing. Nat Rev Neurosci. 2013. V. 14(5). P. 350–63. https://doi.org/10.1038/nrn3476
• Henry G.H., Michalski A., Wimborne B.M., McCart R.J. The nature and origin of orientation specificity in neurons of the visual pathways. Prog Neurobiol. 1994. V. 43(4–5). P. 381–437. https://doi.org/10.1016/0301-0082(94)90061-2
• Hirsch J.A. Synaptic physiology and receptive field structure in the early visual pathway of the cat. Cereb Cortex. 2003. V. 13(1). P. 63–9. https://doi.org/10.1093/cercor/13.1.63
• Hirsch J.A., Martinez L.M. Laminar processing in the visual cortical column. Curr Opin Neurobiol. 2006. 16(4). P. 377–84. https://doi.org/10.1016/j.conb.2006.06.014
• Hubel D.H., Wiesel T.N. Receptive fields and functional architecture of monkey striate cortex. J Physiol. 1968. V. 195(1). P. 215–43. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1968.sp008455
• Hubel D.H., Wiesel T.N. Receptive fields, binocular interaction and functional architecture in the cat's visual cortex. J Physiol. 1962. V. 160(1). P. 106–54. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1962.sp006837
• Ingram J.N. Receptive-field plasticity in human visual cortex. Trends Cogn Sci. 2002. V. 6(8). P. 330. https://doi.org/10.1016/s1364-6613(02)01959-9
• Jia K., Zamboni E., Kemper V., Rua C., Goncalves N.R., Ng A.K.T., Rodgers C.T., Williams G., Goebel R., Kourtzi Z. Recurrent Processing Drives Perceptual Plasticity. Curr Biol. 2020. V. 30(21). P. 4177–4187.e4. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.08.016
• Kozal J., Simkute E., Baranauskas G. Optogenetic stimulation of pyramidal neurons in the rat primary visual cortex modulates ON- and OFF- receptive field areas independently. Sci Rep. 2025. V. 15(1). P. 44838. https://doi.org/10.1038/s41598-025-29091-2
• Livingstone M.S., Conway B.R. Substructure of direction-selective receptive fields in macaque V1. J Neurophysiol. 2003. V. 89(5). P. 2743–59. https://doi.org/10.1152/jn.00822.2002
• Loffler G. Perception of contours and shapes: low and intermediate stage mechanisms. Vision Res. 2008. V. 48(20). P. 2106–27. https://doi.org/10.1016/j.visres.2008.03.006
• Martinez L., Wang Q., Reid R., Pillai C., Alonso J.-M., Sommer F.T., Hirsch J.A. Receptive field structure varies with layer in the primary visual cortex. Nat Neurosci. 2005. V. 8. P. 372–379. https://doi.org/10.1038/nn1404
• Neri P., Levi D.M. Receptive versus perceptive fields from the reverse-correlation viewpoint. Vision Res. 2006. V. 46(16). P. 2465–74. https://doi.org/10.1016/j.visres.2006.02.002
• Pack C.C., Livingstone M.S., Duffy K.R., Born R.T. End-stopping and the aperture problem: two-dimensional motion signals in macaque V1. Neuron. 2003. V. 39(4). P. 671–80. https://doi.org/10.1016/s0896-6273(03)00439-2
• Pizzuti A., Gulban O.F., Huber L.R., Peters J.C., Goebel R. In the brain of the beholder: bi-stable motion reveals mesoscopic-scale feedback modulation in V1. Brain Struct Funct. 2025 V. 230(3). P. 47. https://doi.org/10.1007/s00429-025-02906-8
• Rideaux R., West R.K., Rangelov D., Mattingley J.B. Distinct early and late neural mechanisms regulate feature-specific sensory adaptation in the human visual system. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023. V. 120(6). e2216192120. https://doi.org/10.1073/pnas.2216192120
• Schiller P.H., Finlay B.L., Volman S.F. Quantitative studies of single-cell properties in monkey striate cortex. I. Spatiotemporal organization of receptive fields. J. Neurophysiol. 1976. V. 39. P. 1288–1319. https://doi.org/10.1152/jn.1976.39.6.1288
• Shepard R.N. Toward a universal law of generalization for psychological science. Science. 1987. V. 237(4820). P. 1317–23. https://doi.org/10.1126/science.3629243
• Spillmann L., Ransom-Hogg A., Oehler R. A comparison of perceptive and receptive fields in man and monkey. Hum Neurobiol. 1987. V. 6(1). P. 51–62.
• Taylor M.M., Contreras D., Destexhe A., Frégnac Y., Antolik J. An Anatomically Constrained Model of V1 Simple Cells Predicts the Coexistence of Push-Pull and Broad Inhibition. J Neurosci. 2021. V. 41(37). P. 7797–7812. https://doi.org/10.1523/JNEuROSCI.0928-20.2021
• Wang T., Li Y., Yang G., Dai W., Yang Y., Han C., Wang x., Zhang Y., xing D. Laminar Subnetworks of Response Suppression in Macaque Primary Visual Cortex. J Neurosci. 2020. V. 40(39). P. 7436–7450. https://doi.org/10.1523/JNEuROSCI.1129-20.2020
• Yazdanbakhsh A., Livingstone M.S. End stopping in V1 is sensitive to contrast. Nat Neurosci. 2006. V. 9(5). P. 697–702. https://doi.org/10.1038/nn1693
• Zamboni E., Kemper V.G., Goncalves N.R., Jia K., Karlaftis V.M., Bell S.J., Giorgio J., Rideaux R., Goebel R., Kourtzi Z. Fine-scale computations for adaptive processing in the human brain. Elife. 2020. V. 9. e57637. https://doi.org/10.7554/eLife.57637
• Zhu S., xia R., Chen x., Moore T. Comparison of orientation encoding across layers within single columns of primate V1 revealed by high-density recordings. Front Neural Circuits. 2024. V. 18. 1399571. https://doi.org/10.3389/fncir.2024.1399571