Korrelation zwischen Geschwindigkeitswahrnehmung und neuronaler Aktivität im mittleren temporalen visuellen Bereich

Wir führten elektrophysiologische Aufzeichnungen und Mikrostimulationsversuche durch, um die Hypothese zu testen, dass der mittlere temporale visuelle Bereich (MT) eine direkte Rolle bei der Wahrnehmung der Geschwindigkeit bewegter visueller Stimuli spielt. Wir trainierten Rhesusaffen mit einer Geschwindigkeitsunterscheidungsaufgabe, bei der die Affen die schnellere Geschwindigkeit von zwei gleichzeitig in räumlich getrennten Öffnungen präsentierten bewegten Punktmustern auswählten. In elektrophysiologischen Experimenten analysierten wir die Aktivität von geschwindigkeitsgetunten MT-Neuronen und Multi-Unit-Clustern während der Unterscheidungsaufgabe. Die neuronale Aktivität war auf trial-by-trial-Basis (Wahrscheinlichkeitswahl) mit den Verhaltensentscheidungen der Affen korreliert, und die Korrelation wurde durch die Geschwindigkeitsanpassungseigenschaften jeder Einheit vorhergesagt. In Mikrostimulationsversuchen aktivierten wir Cluster von MT-Neuronen mit homogenen Geschwindigkeitsanpassungseigenschaften während derselben Geschwindigkeitsunterscheidungsaufgabe. Bei einem Affen beeinflusste die Mikrostimulation die Geschwindigkeitsurteile in Richtung der bevorzugten Geschwindigkeit der stimulierten Neuronen. Zusammen legen die Beweise aus diesen beiden Experimenten nahe, dass MT-Neuronen eine direkte Rolle bei der Wahrnehmung visueller Geschwindigkeit spielen. Der Vergleich psychometrischer und neurometrischer Schwellenwerte zeigte, dass einzelne und multineuronale Signale im Durchschnitt erheblich weniger empfindlich waren als es die Affen wahrnehmen, was darauf hindeutet, dass Signale über Neuronen zusammengefasst werden müssen, um die Leistung zu erklären.