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Hipocampo. Corteza parietal. Hay 33 representaciones de la retina en la corteza cerebral. La distinción entre áreas visuales y no visuales es gradual. Las representaciones de la retina ocupan ~ 50% de la corteza. Organización a gran escala del procesamiento visual.

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Presentation Transcript


Hipocampo

Corteza

parietal


Hay 33 representaciones de la retina en la corteza cerebral.

La distinción entre áreas visuales y no visuales es gradual.

Las representaciones de la retina ocupan ~ 50% de la corteza.


Organización a gran escala del procesamiento visual


Organización a gran escala del procesamiento visual


Organización a gran escala del procesamiento visual


Hannula et al, Nature Rev Neurosci. 2005


El nervio óptico


vía subcortical

Hannula et al, NRN, 2005


Vías subcorticales: neuronas selectivas a la velocidad

velocidades rápidas:

alineadas con los músculos oculares

velocidades lentas:

alineadas con el sistema vestibular

Rodieck 1998


Vías paralelas en el procesamiento visual cortical

Nassi & Callaway, NRN, 2009


El cerebro humano, vista medial

corteza cerebral

cuerpo calloso

tálamo

cerebelo

puente

hipófisis

médula


Diencéfalo

(ubicación)

tálamo

hipotálamo

hipófisis


Diencéfalo

vista anterior

cuerpo

geniculado

lateral

tálamo

hipotálamo

quiasma

óptico

hipófisis


Estructura

del tálamo

cuerpo

geniculado

lateral


ojo 1

Capas

parvocelulares

Capas

koniculocelulares

Capas

magnocelulares

ojo 2


La corteza cerebral

Espesor: 2 mm

Área: 1m2


200.000.000 fotorreceptores

2.000.000 células ganglionares

300.000.000 neuronas visuales en V1


Capas en la corteza cerebral


1

2

3

4A

4B

4Ca

4Cb

5

6

Sección de V1, en humanos

Preuss & Coleman, Cerebral Cortex, 2002


Neurona

piramidal

Neuronas inhibitorias


Microcolumnas en la corteza cerebral

cuerpos celulares

Fibras mielinizadas

Buxhoeveden & Casanova 2002


Los ventrículos en el desarrollo del sistema nervioso


En todos los mamíferos, en toda la corteza

Mountcastle 1997


Macrocolumnas

Rojo: piramidales

Azul: inhibitorias

Blue Brain Project


Procesamientos intra-columna e inter-columnas


Conexiones entre distintas capas

Thomson & Bannister – Cerebral Cortex - 2003


Entradas y salidas a una columna cortical


Área visual 1 = V1 (macaco)

2/3 de V1 están escondidos debajo de la superficie.


Nobel 1981


Hubel’s Nobel speech:

Our first discovery came about as a surprise. For three or four hours,

we got absolutely nowhere. Then gradually we began to elicit some vague

and inconsistent responses bystimulating somewhere in the midperiphery

of the retina. We were inserting the glass slide with its black spot into

the slot of the ophthalmoscope when suddenly, over the audio monitor,

the cell went off like a machine gun. After some fussing and fiddling,

we found out what was happening. The response had nothing to do with

the black dot. As the glass slide was inserted, its edge was casting onto

the retina a faint but sarp shadow, a straight dark line on a light background.

That was what the cell wanted, and it wanted it, moreover, in one narrow

range of orientations. This was unheard of. It is hard now to think back

and realize just how free we were from any idea of what cortical cells

might be doing in an animal’s daily life.


Células simples en la capa 4 de la corteza visual Hubel & Wiese (1962)


Geometría de los campos receptivos de células simples

Hubel & Wiesel, 1962


Mecanismo de generación de células simples

Hubel & Wiesel (1962)


Células complejas en V1

Hubel & Wiesel (1962-1965)


Células selectivas a la velocidad


Organización cortical: Columnas de dominancia ocular en la capa 4


Organización cortical: Columnas de dominancia ocular en la capa 4


Organización cortical:

Columnas de dominancia ocular

en la capa 4


Organización cortical: Columnas de orientación

Hubel & Wiesel, 1962


Organización cortical: columnas de orientación

Estímulos


Organización cortical: columnas de orientación


Organización cortical: columnas de orientación


Perpendicularidad entre

las columnas de orientación

y las columnas de dominancia ocular

Hubener et al., J Neurosci, 1997


Columnas de dominancia ocular y columnas de orientación


Blobs identificados por tintura de la enzima citrocroma oxidasa

Livingston & Hubel, J Neurosci, 1984


- amarillo

+ azul

+ amarillo

- azul

- verde

+ rojo

+ verde

- rojo

Blobs de células en capas superficiales

sin selectividad a la orientación

y con selectividad al color

A las geometrías de

la retina se suman células

de doble oposición:

Livingston & Hubel, J Neurosci, 1984


Organización de V1


Problemas no resueltos: representación de una conjunción de aspectos en V1

Basole et al, Nature 3003


Problemas no resueltos:

¿cuánta variabilidad se admite en los campos receptivos de una misma columna?

Hirsch & Martínez, TIN, 2006


Algunos niegan la organización columnar de la corteza


vigilia

sueño lúcido

sueño REM

V1 no es siempre necesario para tener conciencia visual:

No se sueña con V1

Hobson NRN, 2009

Braun et al,

Science, 1998.


Pacientes que perdieron V1 continúan soñando sueños visuales.(Solms 1997)

Neuronas individuales en V1 no están correlacionadas con percepción.

LFP sí.

Wilke et al PNAS 2006.

Consciencia visual

está en áreas frontales

Consciencia visual

está en la coordinación

de diversas áreas


Áreas visuales


Áreas visuales (corteza inflada) de 2 sujetos


Mapas topográficos


Tootell et al (1988)


Cada área cerebral contiene un mapa retinotópico de todo el campo visual.

Livingston & Hubel, 1984


Bandas en V2

Horton & Hocking, J Neurosci, 1996

Livingston & Hubel, 1984


Conexiones que salen de V1


Contribución de V2 a las vías parietal y temporal


V2 se activa

con contornos

ilusorios

Von der Heydt et al 1984.


Neuronas selectivas al movimiento (MT)

De Angelis & Newsome, J Neurosci, 1999


Paradigma experimental


Neuronas selectivas al movimiento (MT)

De Angelis & Newsome, J Neurosci, 1999


MT se activa con ilusiones de movimiento


MT se activa con ilusiones de movimiento


Múltiples entradas paralelas a MT

Nassi & Callaway, NRN, 2009


¿Qué circuitos neuronales dan origen a los mapas corticales?


Hay concordancia entre los campos receptivos de neuronas conectadas en CGL y V1

La conexión entre CGL y V1 es excitatoria

Reid & Alonso, Nature, 1995


El modelo feedforward no explica la invarianza al contraste


Gilbert and Wiesel 1989


Anatomy of Good Continuation

Gilbert and Wiesel 1989

Stettler et al 2002


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