Estudo da seletividade neuronal à orientação e frequência espacial no wulst visual da coruja suindara (Tyto alba): dinâmica de surgimento e separabilidade interdimensional
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/35942 |
Resumo: | O sistema visual da coruja suindara vem sendo alvo de vários estudos ao longo dos anos. O wulst visual é uma região telencefálica que recebe as aferências talâmicas e que apresenta certa analogia funcional com o córtex visual primário de mamíferos. Os estudos da década de 70 do século passado demonstraram que os neurônios do wulst são seletivos à orientação, porém poucos trabalhos desde então, foram realizados investigando tal propriedade. Igualmente, a seletividade a frequência espacial (FE) ainda não tinha sido investigada de forma mais criteriosa. Assim, no presente estudo, foram investigadas a seletividade à orientação e à frequência espacial, suas dinâmicas temporais e a relação entre as duas dimensões, por meio da técnica de correlação reversa. Um total de 63 células foram isoladas em 5 corujas suindaras sedadas (Tyto alba), usando técnicas padrões de registros extracelulares. Os estímulos utilizados foram grades senoidais variando em orientação (n=12, passos de 15º), frequência espacial (n=6 a 8, passos de 1 oitava) e fase (n=8 ou 4, passos de 45º ou 90º). As curvas de seletividade à orientação foram ajustadas por meio de uma função von Mises e as curvas de seletividade à frequência espacial por meio de uma gaussiana modificada (Priebe et al., 2006) e dessas curvas foram extraídos os parâmetros como largura de banda e orientação e FE preferidas. Os neurônios do wulst são seletivos para a orientação e frequência espacial, sendo estas seletividades bem heterogêneas. A média das larguras de banda encontradas foi: 26,78º e 2,54 oitavas. Foram caracterizadas as dinâmicas temporais de ambas as seletividades e as mesmas emergem rapidamente no wulst visual (em torno de 30 - 43 ms), e as durações das mesmas variam de célula para célula. Essas seletividades emergem provavelmente devido a processos talâmicos excitatórios, e, além disso, há indícios de mecanismos inibitórios intra-wulst, especialmente relacionados a estímulos não-otimais. Há uma inseparabilidade entre as duas dimensões, ou seja, a seletividade à orientação é influenciada pela freqüência espacial, de maneira que as células se tornam mais seletivas ao aumentar-se a frequência. Novas investigações são necessárias para melhor compreensão acerca dos mecanismos inibitórios relacionados à emergência dessas seletividades. |
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Assim, no presente estudo, foram investigadas a seletividade à orientação e à frequência espacial, suas dinâmicas temporais e a relação entre as duas dimensões, por meio da técnica de correlação reversa. Um total de 63 células foram isoladas em 5 corujas suindaras sedadas (Tyto alba), usando técnicas padrões de registros extracelulares. Os estímulos utilizados foram grades senoidais variando em orientação (n=12, passos de 15º), frequência espacial (n=6 a 8, passos de 1 oitava) e fase (n=8 ou 4, passos de 45º ou 90º). As curvas de seletividade à orientação foram ajustadas por meio de uma função von Mises e as curvas de seletividade à frequência espacial por meio de uma gaussiana modificada (Priebe et al., 2006) e dessas curvas foram extraídos os parâmetros como largura de banda e orientação e FE preferidas. Os neurônios do wulst são seletivos para a orientação e frequência espacial, sendo estas seletividades bem heterogêneas. A média das larguras de banda encontradas foi: 26,78º e 2,54 oitavas. Foram caracterizadas as dinâmicas temporais de ambas as seletividades e as mesmas emergem rapidamente no wulst visual (em torno de 30 - 43 ms), e as durações das mesmas variam de célula para célula. Essas seletividades emergem provavelmente devido a processos talâmicos excitatórios, e, além disso, há indícios de mecanismos inibitórios intra-wulst, especialmente relacionados a estímulos não-otimais. Há uma inseparabilidade entre as duas dimensões, ou seja, a seletividade à orientação é influenciada pela freqüência espacial, de maneira que as células se tornam mais seletivas ao aumentar-se a frequência. Novas investigações são necessárias para melhor compreensão acerca dos mecanismos inibitórios relacionados à emergência dessas seletividades.The visual system of barn owl has been the target of numerous studies along the years. The visual wulst is a telencephalic region that receives thalamic afferents and which has certain functional analogy to the mammals primary visual cortex. Studies of the 70s of the last century showed that wulst neurons are selective to the orientation, but few studies have been carried out investigating such property. Likewise, the spatial frequency (SF) selectivity had not been investigated more thoroughly. In the present study, we investigated selectivity orientation and spatial frequency selectivity, its temporal dynamics and the relationship between these two dimensions by reverse correlation technique. A total of 63 cells were isolated in 5 sedated barn owls (Tyto alba), using standard techniques of extracellular records. The stimuli used were sinusoidal gratings varying in orientation (n = 12, 15º steps), spatial frequency (n = 6-8, 1 octave steps) and phase (n = 8 or 4, 45º or 90º steps). The orientation tuning curves were fitted by a function von Mises and the spatial frequency tuning curves by a modified Gaussian (Priebe et al., 2006) and these curves parameters such as bandwidth and preferred orientation and SF were extracted. The wulst neurons are highly selective for orientation and spatial frequency, and such selectivity are heterogeneous. The mean bandwidths found are: 26,78º and 2.54 octaves. Temporal dynamics were characterized for both selectivity and they rapidly emerged (around 30 - 43 msec) and their duration vary from cell to cell. These selectivities emerge probably due to excitatory thalamic processes, and in addition, there is evidence of intra-wulst inhibitory mechanisms, especially those related to non-optimal stimuli. There is an inseparability of the two dimensions, i.e. the orientation selectivity is influenced by spatial frequency, so that the cells become more selective as frequency increases. Further investigations are needed to better understanding about the inhibitory mechanisms related to the emergence of these selectivities.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e FarmacologiaUFMGBrasilICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAShttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessFisiologiaCorujaEstrigiformesCérebroCoruja suindaraWulstSeletividade à orientaçãoSeletividade à frequência espacialEvolução do cérebroEstudo da seletividade neuronal à orientação e frequência espacial no wulst visual da coruja suindara (Tyto alba): dinâmica de surgimento e separabilidade interdimensionalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALVersão_final_Tese_ClaudianaAmorim.pdfVersão_final_Tese_ClaudianaAmorim.pdfapplication/pdf4227171https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/35942/1/Vers%c3%a3o_final_Tese_ClaudianaAmorim.pdfc52018aa198e5ba5618a546bc299a95eMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/35942/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/35942/3/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD531843/359422021-05-10 20:57:37.066oai:repositorio.ufmg.br:1843/35942TElDRU7Dh0EgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08gTsODTy1FWENMVVNJVkEgRE8gUkVQT1NJVMOTUklPIElOU1RJVFVDSU9OQUwgREEgVUZNRwoKQ29tIGEgYXByZXNlbnRhw6fDo28gZGVzdGEgbGljZW7Dp2EsIHZvY8OqIChvIGF1dG9yIChlcykgb3UgbyB0aXR1bGFyIGRvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvcikgY29uY2VkZSBhbyBSZXBvc2l0w7NyaW8gSW5zdGl0dWNpb25hbCBkYSBVRk1HIChSSS1VRk1HKSBvIGRpcmVpdG8gbsOjbyBleGNsdXNpdm8gZSBpcnJldm9nw6F2ZWwgZGUgcmVwcm9kdXppciBlL291IGRpc3RyaWJ1aXIgYSBzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIChpbmNsdWluZG8gbyByZXN1bW8pIHBvciB0b2RvIG8gbXVuZG8gbm8gZm9ybWF0byBpbXByZXNzbyBlIGVsZXRyw7RuaWNvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpbywgaW5jbHVpbmRvIG9zIGZvcm1hdG9zIMOhdWRpbyBvdSB2w61kZW8uCgpWb2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBjb25oZWNlIGEgcG9sw610aWNhIGRlIGNvcHlyaWdodCBkYSBlZGl0b3JhIGRvIHNldSBkb2N1bWVudG8gZSBxdWUgY29uaGVjZSBlIGFjZWl0YSBhcyBEaXJldHJpemVzIGRvIFJJLVVGTUcuCgpWb2PDqiBjb25jb3JkYSBxdWUgbyBSZXBvc2l0w7NyaW8gSW5zdGl0dWNpb25hbCBkYSBVRk1HIHBvZGUsIHNlbSBhbHRlcmFyIG8gY29udGXDumRvLCB0cmFuc3BvciBhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gcGFyYSBxdWFscXVlciBtZWlvIG91IGZvcm1hdG8gcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiB0YW1iw6ltIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBvIFJlcG9zaXTDs3JpbyBJbnN0aXR1Y2lvbmFsIGRhIFVGTUcgcG9kZSBtYW50ZXIgbWFpcyBkZSB1bWEgY8OzcGlhIGRlIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gcGFyYSBmaW5zIGRlIHNlZ3VyYW7Dp2EsIGJhY2stdXAgZSBwcmVzZXJ2YcOnw6NvLgoKVm9jw6ogZGVjbGFyYSBxdWUgYSBzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIMOpIG9yaWdpbmFsIGUgcXVlIHZvY8OqIHRlbSBvIHBvZGVyIGRlIGNvbmNlZGVyIG9zIGRpcmVpdG9zIGNvbnRpZG9zIG5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLiBWb2PDqiB0YW1iw6ltIGRlY2xhcmEgcXVlIG8gZGVww7NzaXRvIGRlIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gbsOjbywgcXVlIHNlamEgZGUgc2V1IGNvbmhlY2ltZW50bywgaW5mcmluZ2UgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgZGUgbmluZ3XDqW0uCgpDYXNvIGEgc3VhIHB1YmxpY2HDp8OjbyBjb250ZW5oYSBtYXRlcmlhbCBxdWUgdm9jw6ogbsOjbyBwb3NzdWkgYSB0aXR1bGFyaWRhZGUgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCB2b2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBvYnRldmUgYSBwZXJtaXNzw6NvIGlycmVzdHJpdGEgZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIHBhcmEgY29uY2VkZXIgYW8gUmVwb3NpdMOzcmlvIEluc3RpdHVjaW9uYWwgZGEgVUZNRyBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgbmVzdGEgbGljZW7Dp2EsIGUgcXVlIGVzc2UgbWF0ZXJpYWwgZGUgcHJvcHJpZWRhZGUgZGUgdGVyY2Vpcm9zIGVzdMOhIGNsYXJhbWVudGUgaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3Ugbm8gY29udGXDumRvIGRhIHB1YmxpY2HDp8OjbyBvcmEgZGVwb3NpdGFkYS4KCkNBU08gQSBQVUJMSUNBw4fDg08gT1JBIERFUE9TSVRBREEgVEVOSEEgU0lETyBSRVNVTFRBRE8gREUgVU0gUEFUUk9Dw41OSU8gT1UgQVBPSU8gREUgVU1BIEFHw4pOQ0lBIERFIEZPTUVOVE8gT1UgT1VUUk8gT1JHQU5JU01PLCBWT0PDiiBERUNMQVJBIFFVRSBSRVNQRUlUT1UgVE9ET1MgRSBRVUFJU1FVRVIgRElSRUlUT1MgREUgUkVWSVPDg08gQ09NTyBUQU1Cw4lNIEFTIERFTUFJUyBPQlJJR0HDh8OVRVMgRVhJR0lEQVMgUE9SIENPTlRSQVRPIE9VIEFDT1JETy4KCk8gUmVwb3NpdMOzcmlvIEluc3RpdHVjaW9uYWwgZGEgVUZNRyBzZSBjb21wcm9tZXRlIGEgaWRlbnRpZmljYXIgY2xhcmFtZW50ZSBvIHNldSBub21lKHMpIG91IG8ocykgbm9tZXMocykgZG8ocykgZGV0ZW50b3IoZXMpIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBkYSBwdWJsaWNhw6fDo28sIGUgbsOjbyBmYXLDoSBxdWFscXVlciBhbHRlcmHDp8OjbywgYWzDqW0gZGFxdWVsYXMgY29uY2VkaWRhcyBwb3IgZXN0YSBsaWNlbsOnYS4KCg==Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2021-05-10T23:57:37Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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