Cortical sensitivity to visual features in natural scenes.
Cortical sensitivity to visual features in natural scenes.
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DOI：
10.1371/journal.pbio.0030342
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发表时间：
2005-10
期刊：
影响因子：
9.8
通讯作者：
Dan Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Felsen G;Touryan J;Han F;Dan Y
关于感觉处理的一个中心假设是神经元回路特别适合有效地表示自然刺激。在这里，我们展示了自然图像的皮质编码的新颖效果。使用尖峰触发的平均值或尖峰触发的协方差分析，我们首先从每个皮层神经元对自然图像的响应中选择性地表示的视觉特征。然后，我们测量了当这些特征出现在自然图像或随机刺激中时，神经元对这些特征的敏感性。我们发现，在复杂细胞的反应中，但在简单细胞的反应中，自然图像的敏感性明显高于随机刺激的敏感性。这种提高的灵敏度导致视觉特征的可检测性增加，从而改善自然场景的皮质表征。有趣的是，这种效应不是由于自然图像的空间功率谱，而是由于它们的相位规律。这些结果指出了一种独特的视觉编码策略，该策略是通过根据自然场景的空间相位结构调整的皮质反应的上下文调制来介导的。通过记录视觉皮层神经元如何响应自然场景与随机刺激，作者发现复杂细胞（而不是简单细胞）对自然图像的相位规律做出更敏感的反应
A central hypothesis concerning sensory processing is that the neuronal circuits are specifically adapted to represent natural stimuli efficiently. Here we show a novel effect in cortical coding of natural images. Using spike-triggered average or spike-triggered covariance analyses, we first identified the visual features selectively represented by each cortical neuron from its responses to natural images. We then measured the neuronal sensitivity to these features when they were present in either natural images or random stimuli. We found that in the responses of complex cells, but not of simple cells, the sensitivity was markedly higher for natural images than for random stimuli. Such elevated sensitivity leads to increased detectability of the visual features and thus an improved cortical representation of natural scenes. Interestingly, this effect is due not to the spatial power spectra of natural images, but to their phase regularities. These results point to a distinct visual-coding strategy that is mediated by contextual modulation of cortical responses tuned to the spatial-phase structure of natural scenes. By recording how visual cortical neurons respond to natural scenes versus random stimuli, the authors discover that complex cells, but not simple cells, respond more sensitively to the phase regularities of natural images
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