Theoretical Neuroscience

1.2 Σπικε Τραινσ ανδ Φιρινγ Ρατεσ 15
A
B
60
50
φ (Ηζ)
40
30
20
10
0
-40 -20 0 20 40
σ (orientation angle in degrees)
Φιγυρε 1.5 (Α) Ρεχορδινγσ φροµ α νευρον ιν τηε πριµαρψ ϖισυαλ χορτεξ οφ α µονκεψ.
Α βαρ οφ λιγητ ωασ µοϖεδ αχροσσ τηε ρεχεπτιϖε ⇒ελδ οφ τηε χελλ ατ διφφερεντ ανγλεσ.
Τηε διαγραµσ το τηε λεφτ οφ εαχη τραχε σηοω τηε ρεχεπτιϖε ⇒ελδ ασ α δασηεδ σθυαρε
ανδ τηε λιγητ σουρχε ασ α βλαχκ βαρ. Τηε βιδιρεχτιοναλ µοτιον οφ τηε λιγητ βαρ ισ
ινδιχατεδ βψ τηε αρροωσ. Τηε ανγλε οφ τηε βαρ ινδιχατεσ τηε οριεντατιον οφ τηε λιγητ
βαρ φορ τηε χορρεσπονδινγ τραχε. (Β) Αϖεραγε ⇒ρινγ ρατε οφ α χατ ς1 νευρον πλοττεδ ασ
α φυνχτιον οφ τηε οριεντατιον ανγλε οφ τηε λιγητ βαρ στιµυλυσ. Τηε χυρϖε ισ α ⇒τ υσινγ
τηε φυνχτιον 1.14 ωιτη παραµετερσ ρ µαξ = 52.14 Ηζ, σ µαξ = 0 ◦ , ανδ σ φ = 14.73 ◦ .(Α
αδαπτεδ φροµ Ωανδελλ, 1995, βασεδ ον αν οριγιναλ ⇒γυρε φροµ Ηυβελ ανδ Ωιεσελ,
1968; Β δατα ποιντσ φροµ Ηενρψ ετ αλ., 1974).)
ωηερε σ ισ τηε οριεντατιον ανγλε οφ τηε λιγητ βαρ, σ µαξ ισ τηε οριεντατιον ανγλε
εϖοκινγ τηε µαξιµυµ αϖεραγε ρεσπονσε ρατε ρ µαξ (ωιτη σ − σ µαξ τακεν το
λιε ιν τηε ρανγε βετωεεν −90 ◦ ανδ +90 ◦ ), ανδ σ φ δετερµινεσ τηε ωιδτη οφ
τηε τυνινγ χυρϖε. Τηε νευρον ρεσπονδσ µοστ ϖιγορουσλψ ωηεν α στιµυλυσ
ηαϖινγ σ = σ µαξ ισ πρεσεντεδ, σο ωε χαλλ σ µαξ τηε πρεφερρεδ οριεντατιον ανγλε
οφ τηε νευρον.
Ρεσπονσε τυνινγ χυρϖεσ χαν βε υσεδ το χηαραχτεριζε τηε σελεχτιϖιτιεσ οφ νευ−
ρονσ ιν ϖισυαλ ανδ οτηερ σενσορψ αρεασ το α ϖαριετψ οφ στιµυλυσ παραµετερσ.
Τυνινγ χυρϖεσ χαν αλσο βε µεασυρεδ φορ νευρονσ ιν µοτορ αρεασ, ιν ωηιχη
χασε τηε αϖεραγε ⇒ρινγ ρατε ισ εξπρεσσεδ ασ α φυνχτιον οφ ονε ορ µορε πα−
ραµετερσ δεσχριβινγ α µοτορ αχτιον. Φιγυρε 1.6Α σηοωσ αν εξαµπλε οφ εξ−
τραχελλυλαρ ρεχορδινγσ φροµ α νευρον ιν πριµαρψ µοτορ χορτεξ ιν α µονκεψ
τηατ ηασ βεεν τραινεδ το ρεαχη ιν διφφερεντ διρεχτιονσ. Τηε σταχκεδ τραχεσ φορ
εαχη διρεχτιον αρε ραστερσ σηοωινγ τηε ρεσυλτσ οφ ⇒ϖε διφφερεντ τριαλσ. Τηε
ηοριζονταλ αξισ ιν τηεσε τραχεσ ρεπρεσεντσ τιµε, ανδ εαχη µαρκ ινδιχατεσ
αν αχτιον ποτεντιαλ. Τηε ⇒ρινγ παττερν οφ τηε χελλ, ιν παρτιχυλαρ τηε ρατε ατ
ωηιχη σπικεσ αρε γενερατεδ, ισ χορρελατεδ ωιτη τηε διρεχτιον οφ αρµ µοϖε−
µεντ, ανδ τηυσ ενχοδεσ ινφορµατιον αβουτ τηισ ασπεχτ οφ τηε µοτορ αχτιον.
πριµαρψ µοτορ
χορτεξ Μ1
Φιγυρε 1.6Β σηοωσ τηε ρεσπονσε τυνινγ χυρϖε οφ αν Μ1 νευρον πλοττεδ ασ
α φυνχτιον οφ τηε διρεχτιον οφ αρµ µοϖεµεντ. Ηερε τηε δατα ποιντσ ηαϖε
βεεν ⇒ττεδ βψ α τυνινγ χυρϖε οφ τηε φορµ
φ(σ) = ρ 0 + (ρ µαξ − ρ 0 ) χοσ(σ − σ µαξ ), (1.15)
ωηερε σ ισ τηε ρεαχηινγ ανγλε οφ τηε αρµ, σ µαξ ισ τηε ρεαχηινγ ανγλε ασσοχι−
χοσινε
τυνινγ χυρϖε