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感覚処理:網膜受容野のモザイク間協調

Nature 592, 7854 doi: 10.1038/s41586-021-03317-5

網膜の出力は、「モザイク」と呼ばれる多数の検出器グリッドで構成されており、これらのモザイクが情景の異なる特徴を信号化して脳に伝えている。各モザイクは、単一タイプの網膜神経節細胞(RGC)からなり、それらの受容野が視空間をタイル状に隙間なく埋めている。多くのモザイクは対をなしており、それぞれ特定の視覚的特徴の増大(オン)と減少(オフ)を信号化している。今回我々は、効率的符号化モデルを用いて、そうしたモザイク対がどのように配置されていれば、自然の光景の符号化が最適化されるかを調べた。その結果、これらのモザイク対が非近接配置(anti-aligned)であるとき、つまり各モザイクの受容野の中心間の距離が偶然から予測されるよりも離れて配置されているときに、情報が最大となることが分かった。この予測を、ラットと霊長類のRGCの光応答の大規模な計測を行って得られた複数の受容野モザイクについて検証したところ、類似の特徴選択性を有するオンとオフのRGC対は、予測どおり非近接配置の受容野モザイクを持つことが示された。一方、異なる特徴を符号化するオンとオフのRGCタイプは、独立配置のモザイクを有していた。これらの結果は、効率的符号化理論を個別の細胞レベルを超えて拡張し、さまざまなタイプのRGC集団がどのように空間配置されているかを予測するものである。

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