視覚皮質はどのように構成されていますか？

人間の心が受け取る視覚情報はすべて、 視覚皮質として知られる脳の一部によって処理されます。 視覚皮質は、脳の最外層である皮質の一部であり、後頭葉の背極に位置しています。 もっと簡単に言えば、脳の後部にあります。 視覚野は、眼球から脳までずっと伸びる投影によって情報を取得します。 投影はまず、脳の中央にあるストップオーバーポイントを通過します。これは、 外側膝状核 （LGN）として知られるアーモンドのような塊です。 そこから、処理のために視覚野に投影されます。

視覚皮質は、V1、V2、V3、V4、MTというラベルが付けられた5つの領域に分割されます。これらは、V5と呼ばれることもあります。 V1は、染色されて顕微鏡下に置かれたときの縞模様の外観のために、 線条皮質と呼ばれることもあり、これが最も大きく、最も重要です。 これは、 一次視覚野または領域17と呼ばれることもあります。他の視覚領域は、 線条体外皮質と呼ばれます。 V1は、人間の脳で最も広く研究され、理解されている分野の1つです。

V1は、約0.07インチ（2 mm）の厚さの脳の層で、インデックスカードの領域があります。 それはくしゃくしゃにされているので、その体積はほんの数立方センチメートルです。 V1のニューロンは、ローカルおよびグローバルレベルの両方で、水平および垂直の組織化スキームで組織化されています。 生の感覚データから抽出される関連変数には、色、形状、サイズ、動き、方向など、より微妙なものが含まれます。 人間の脳の計算の並列化された性質は、色Aの存在によって活性化される特定の細胞、色Bによって活性化される他の細胞などがあることを意味します。

V1で最も明らかな組織プロトコルは、水平層のプロトコルです。 IからVIまでのローマ数字でラベル付けされた6つの主要な層があります。 私は、眼球やLGNから最も離れた最も外側の層であり、視覚データを含む直接投影の数が最も少なくなります。 LGNからの最も太い神経束はV層とVI層に投影されます。これらの層自体には、フィードバックループを形成するLGNに戻る神経が含まれています。 視覚データの送信者（LGN）とそのプロセッサ（V1）間のフィードバックは、あいまいなセンスデータの性質を明確にするのに役立ちます。

生の感覚データは、 網膜マップと呼ばれる神経発火のアンサンブルとして目から取得されます 。 ニューロンの最初のシリーズは、感覚データの比較的基本的な分析を実行するように設計されています。垂直線を検出するように設計されたニューロンのコレクションは、視覚的な「ピクセル」の臨界しきい値が垂直パターンで構成されていることが判明したときにアクティブになる場合があります。 高レベルのプロセッサは、他のニューロンからの前処理されたデータに基づいて「決定」を行います。 たとえば、オブジェクトの速度を検出するように設計されたニューロンのコレクションは、オブジェクトを背景とは別のエンティティとして検出するように設計されたニューロンからの情報に依存する場合があります。

もう1つの組織的なスキームは、垂直型または円柱型のニューラルアーキテクチャです。 列はすべての水平層を貫通し、通常は機能的な類似性（「一緒に発火し、結合するニューロン」）とバイアスの共通性を持つニューロンで構成されます。 たとえば、一方の列は右の眼球からの情報のみを受け入れ、もう一方の列は左からの情報を受け入れます。 通常、列にはサブ列があり、それぞれマクロ列およびマイクロ 列と呼ばれます。 マイクロカラムは非常に小さく、100個のニューロンのみを含むことができます。

人間の脳の情報処理の詳細を研究することは、霊長類の脳が進化する複雑で、アドホックで、一見厄介な方法と、脳がその巨大な仕事によって必ず表示する複雑な性質のために困難です。 動物被験者の視覚皮質の選択的損傷は、歴史的に神経機能を調査する最も生産的な（そして議論の余地のある）方法の1つですが、最近では科学者は特定の脳領域を傷つけずに選択的に非活性化または活性化するツールを開発しました。 脳スキャン装置の解像度は指数関数的に増加しており、アルゴリズムは認知科学に特有の大量のデータを処理するために洗練されています。 いつか視覚野全体を理解できるようになると示唆するのは信じがたいことではありません。