The visual cortex as a spatial frequency analyser

Unitary responses to sinusoidal gratings either moving or alternating in phase have been investigated in the optic tract, lateral geniculate body and visual cortex of the cat as a function of the spatial frequency, position of the grating with respect to the cell receptive field and grating contrast.

Abstract

Unitary responses to sinusoidal gratings either moving or alternating in phase have been investigated in the optic tract, lateral geniculate body and visual cortex of the cat as a function of the spatial frequency, position of the grating with respect to the cell receptive field and grating contrast. From the retina to the simple cells of the cortex there is a progressive narrowing of the spatial frequency band at which the cells are sensitive. The response of simple cells changes systematically with the position of an alteranting grating on the cell receptive field. The response of cells of the retina, geniculate body and visual cortex increases monotonically when the contrast of the grating is increased. For the simple cortical cells and for a part of complex cells there is a linear relation between the amplitude of the response and the logarithm of grating contrast. One´tudie sur le chat dans le tractus optique, le corps genouille´late´ral et le cortex visuel les re´ponses unitairesa`des re´seaux sinusoi¨daux soit mobiles soit alternant en phase, en fonction de la fre´quence spatiale, de la position du re´seau par rapport au champ re´cepteur de la cellule, et du contraste du re´seau. Depuis la re´tine jusqu'aux cellules simples du cortex, il y a un re´tre´cissement progressif de la bande de fre´quence spatialea`laquelle les cellules sont sensibles. La re´ponse des cellules simples change syste´matiquement avec la position d'un re´seau alternant sur le champ re´cepteur de la cellule. La re´ponse des cellules de la re´tine, du corps genouille´et du cortex visuel croiˆt d'une fac¸on monotone quand on augmente le contraste du re´seau. Pour les cellules corticales simples et pour une partie des cellules complexes, il y a une relation line´aire entre l'amplitude de la re´ponse et le logarithme du contraste du re´seau. Einzelzellreizantworten auf bewegte oder phasissch wechselnde Sinusgitter wurden im tractus opticus, im corpus geniculatum laterale und im visuellen Cortex der Katze in Abha¨ngigkeit von der Ortsfrequenz, der Lage des Gitters zum rezeptiven Feld und dem Gitterkontrast untersucht. Von der Retina zur einfachen Zelle des Cortex wird die ra¨umliche Bandbreite, innerhalb derer die Zellen empfindlich sind, zunehmend schmaler. Die Reizantwort der einfachen Zellen vera¨ndert sich systematisch mit der Lage des phasisch wechselnden Gitters zum rezeptiven Feld; die der Zellen der Retina, des corpus geniculatum laterale und des visuellen Cortex wa¨chst monoton mit dem Gitterkontrast. Fu¨r die einfachen Zellen des Cortex und einen Teil seiner komplexen Zellen existiert eine lineare Beziehung zwischen der Amplitude der Reizantwort und dem Logarithmus des Gitterkontrastes. Иccлeдobaлиcь oтbeты hepbhых eдиhиц зpитeльhoгo тpaктa, hapyжhoгo кoлehхaтoгo тeлa и зpитeльhoй кopы кoшки ha дbижyщyюcя или мehяющyюcя пo фaзe cиhycoидaльhyю peшeткy. зabиcимocть зтhх oтbeтob oт пpocтpahcтbehhoй хacтoты и пoлoжehия peшeтки cooтhocилacь c peцeптиbhыми пoлями клeтoк и кohтpacтoм pe щeтки. Oт ceтхaтки к "пpocтым" клeткaм кopы oтмeхaeтcя hapacтaющee cyжehиe пoлocы хacтoт, ha кoтopыe peaгиpyют клeтки. Oтbeт пpocтых клeтoк измehяeтcя peгyляpho b cooтbeтcтbии c пoлoжehиeм мehяющeйcя peшeтки b peцeптиbhoм пoлe клeтки. Oтbeт клeтoк ceтхaтки, hapyжhoгo кoлehхaтoгo тeлa и зpитeльhoй кopы мohoтohho hapacтaeт c ybeлихehиeм кohтpacтa peшeтки. Для пpocтых и хacти "cлoжhых" кopкobых клeтoк имeeтcя лиheйhoe oтhoщehиe мeждy aмплhтyдoй oтbeтa и лoгapифмoм кohтpacтa peшeтки.