Mécanismes neuronaux pour le traitement des informations binoculaires I. Cellules simples

Les cellules complexes dans le cortex strié présentent d'importantes non-linéarités spatiotemporelles, probablement dues à une convergence de diverses sous-unités. Étant donné que ces sous-unités déterminent essentiellement de nombreux aspects du champ réceptif (RF) d'une cellule complexe, tels que la sélectivité pour l'orientation, la fréquence spatiale et la disparité binoculaire, l'examen des propriétés des RF des sous-unités est important pour comprendre les rôles fonctionnels des cellules complexes. Bien que les aspects monoculaires de ces sous-unités aient été étudiés, peu de choses sont connues sur leurs propriétés binoculaires. En utilisant une technique de cartographie de RF sophistiquée qui emploie des m-séquences binaires, nous avons examiné les interactions binoculaires exhibées par les cellules complexes dans le cortex strié du chat ainsi que les propriétés RF binoculaires de leurs sous-unités fonctionnelles sous-jacentes. Nous constatons que les RF d'interaction binoculaire des cellules complexes présentent des sous-régions qui sont allongées le long de l'axe frontoparallèle à différentes disparités binoculaires. Par conséquent, les réponses des cellules complexes sont largement indépendantes de la position ou de la phase du stimulus monoculaire tant que la disparité binoculaire du stimulus reste constante. La RF d'interaction binoculaire est bien décrite par une somme des RF d'interaction binoculaire des sous-unités fonctionnelles sous-jacentes, qui présentent des RF semblables à des cellules simples et une préférence pour différentes phases monoculaires mais la même disparité binoculaire. Pour plus de la moitié des cellules complexes examinées, les sous-unités de chaque cellule sont en accord avec les caractéristiques spécifiées par un modèle énergétique, tant en ce qui concerne le nombre de sous-unités que les relations entre les propriétés des sous-unités. Les sous-unités présentent des disparités binoculaires RF qui sont largement cohérentes avec un mécanisme de phase pour l'encodage de la disparité binoculaire. Ces résultats indiquent que les interactions binoculaires des cellules complexes sont dérivées de sous-unités semblables à des cellules simples, qui exhibent des interactions binoculaires multiplicatives. Par conséquent, les interactions binoculaires des cellules complexes sont également multiplicatives. Cela suggère que les cellules complexes calculent quelque chose d'analogue à une corrélation croisée interoculaire d'images pour une région locale de l'espace visuel. Le résultat de ce calcul peut être utilisé pour résoudre le problème de correspondance stéréo.