水平细胞非线性空间整合导致视网膜ON/OFF通路在纹理加工中的功能不对称性

《Nature Communications》：Horizontal cell nonlinearities create asymmetric texture processing in ON and OFF primate retinal outputs

　　摘要视网膜神经元的感受野是视觉系统中所有下游计算的基础，也塑造了我们对视觉层级中信息处理的认知。在这里，我们更新了关于灵长类主要视网膜输出通路的感受野周边区域如何参与纹理加工的观点。我们发现，感受野周边区域中的空间结构会增强ON型 parasol 和 ON型 midget 视网膜神经节细胞的反应，但抑制其OFF型对应细胞的反应。这导致它们在空间编码中扮演不同角色——ON通路充当纹理的空间整合器，而OFF通路则充当区分器。令人惊讶的是，这种不对称性源于水平细胞中的非线性空间整合——而水平细胞传统上被认为是对输入进行线性整合的神经元。相反，我们发现自然图像中的空间结构会稳健地激活水平细胞，水平细胞差异性调节ON和OFF双极细胞，进而调节ON和OFF视网膜神经节细胞。这种对关键视网膜输出通路空间敏感性的更新认知，引发了关于下游皮质环路可获得何种信息以及如何利用该信息来引导视觉行为的问题。