Análisis de patrones multiescala de la actividad selectiva a la orientación en la corteza visual primaria

Aunque las columnas de orientación tienen menos de un milímetro de ancho, estudios recientes de neuroimagen indican que las orientaciones vistas pueden decodificarse a partir de patrones de actividad cortical muestreados a resoluciones relativamente groseras de varios milímetros. Una propuesta es que estas señales diferenciales surgen de irregularidades espaciales aleatorias en el mapa columnar. Sin embargo, aún no se ha obtenido un apoyo directo para esta hipótesis. Aquí, utilizamos imagenología por resonancia magnética funcional (fMRI) de alto campo y alta resolución y análisis de patrones multivariantes para determinar las escalas espaciales en las que se puede encontrar información selectiva a la orientación en la corteza visual primaria (V1) de gatos y humanos. Aplicamos un enfoque de análisis de patrones multiescala en el que primero se eliminaron señales de escalas finas y gruesas mediante filtros espaciales ideales de paso bajo y paso alto, y luego se analizaron los patrones de actividad residual mediante clasificadores lineales. La corteza visual de los gatos, imagenada a una resolución de 0.3125 mm, mostró una fuerte señal de orientación a la escala de columnas individuales. No obstante, aún se pudo encontrar un sesgo de orientación confiable a escalas espaciales de varios milímetros. En la corteza visual humana, imagenada a una resolución de 1 mm, se encontró que la mayoría de la información de orientación estaba en escalas de milímetros, con pequeñas contribuciones de sesgos espaciales globales que superaban aproximadamente 1 cm. Nuestros resultados de imagenología de alta resolución demuestran una señal de orientación confiable a escala de milímetros, que probablemente surge de disposiciones espaciales irregulares de las columnas de orientación y su vasculatura de apoyo. Por lo tanto, los métodos de análisis de patrones de fMRI son probablemente sensibles a señales que se originan en otras estructuras columnar irregulares en otras partes del cerebro.