Detailed characterization of neural selectivity in free viewing primates.
Detailed characterization of neural selectivity in free viewing primates.
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DOI：
10.1038/s41467-023-38564-9
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发表时间：
2023-06-20
影响因子：
16.6
通讯作者：
Mitchell, Jude F.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yates, Jacob L.;Coop, Shanna H.;Sarch, Gabriel H.;Wu, Ruei-Jr;Butts, Daniel A.;Rucci, Michele;Mitchell, Jude F.
视觉任务中的注视限制在视觉和认知神经科学中普遍存在。尽管被广泛使用，但凝视需要训练有素的受试者，受到凝视眼球运动准确性的限制，并且忽视了眼球运动在塑造视觉输入方面的作用。为了克服这些限制，我们开发了一套硬件和软件工具来研究未经训练的受试者在自然行为过程中的视觉。我们测量了自由观看全场噪声刺激的猕猴多个皮质区域的视觉感受野和调谐特性。由此得到的初级视觉皮质(V1)和MT区的感受野和调谐曲线与文献中报道的使用传统方法测量的选择性相匹配。然后，我们将自由观看和高分辨率眼球跟踪相结合，对V1中的中心凹感受野进行了第一次详细的2D时空测量。这些发现证明了自由观看的力量，可以在研究自然行为动态的同时，对未经训练的动物的神经反应进行表征。研究未经训练的动物在自然眼球运动过程中的视觉处理是具有挑战性的。在这里，作者提供了一种准确测量视网膜输入的方法，以研究非人类灵长类动物在自然眼动行为中的视觉处理和神经选择性。
Fixation constraints in visual tasks are ubiquitous in visual and cognitive neuroscience. Despite its widespread use, fixation requires trained subjects, is limited by the accuracy of fixational eye movements, and ignores the role of eye movements in shaping visual input. To overcome these limitations, we developed a suite of hardware and software tools to study vision during natural behavior in untrained subjects. We measured visual receptive fields and tuning properties from multiple cortical areas of marmoset monkeys who freely viewed full-field noise stimuli. The resulting receptive fields and tuning curves from primary visual cortex (V1) and area MT match reported selectivity from the literature which was measured using conventional approaches. We then combined free viewing with high-resolution eye tracking to make the first detailed 2D spatiotemporal measurements of foveal receptive fields in V1. These findings demonstrate the power of free viewing to characterize neural responses in untrained animals while simultaneously studying the dynamics of natural behavior. Studying visual processing during natural eye movements in untrained animals is challenging. Here, the authors provide a method for accurately measuring the retinal input to study visual processing and neural selectivity during natural oculomotor behavior in non-human primates.
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