Orientation Selectivity from Very Sparse LGN Inputs in a Comprehensive Model of Macaque V1 Cortex
Notice bibliographique
Résumé
A new computational model of the primary visual cortex (V1) of the macaque monkey was constructed to reconcile the visual functions of V1 with anatomical data on its LGN input, the extreme sparseness of which presented serious challenges to theoretically sound explanations of cortical function. We demonstrate that, even with such sparse input, it is possible to produce robust orientation selectivity, as well as continuity in the orientation map. We went beyond that to find plausible dynamic regimes of our new model that emulate simultaneously experimental data for a wide range of V1 phenomena, beginning with orientation selectivity but also including diversity in neuronal responses, bimodal distributions of the modulation ratio (the simple/complex classification), and dynamic signatures, such as gamma-band oscillations. Intracortical interactions play a major role in all aspects of the visual functions of the model. SIGNIFICANCE STATEMENT: We present the first realistic model that has captured the sparseness of magnocellular LGN inputs to the macaque primary visual cortex and successfully derived orientation selectivity from them. Three implications are (1) even in input layers to the visual cortex, the system is less feedforward and more dominated by intracortical signals than previously thought, (2) interactions among cortical neurons in local populations produce dynamics not explained by single neurons, and (3) such dynamics are important for function. Our model also shows that a comprehensive picture is necessary to explain function, because different visual properties are related. This study points to the need for paradigm shifts in neuroscience modeling: greater emphasis on population dynamics and, where possible, a move toward data-driven, comprehensive models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».