Ortsfrequenz-Selektivität im primären Sehkortex

Maffei und Fiorentini haben Anfang der 70er Jahre an anästhetisierten Katzen herausgefunden, dass die Neuronen des primären Sehkortex auf eine deutlich engere Bandbreite an Ortsfrequenzen reagieren als die Ganglienzellen der Retina [Maf73]. Die Neuronen filtern also jeweils bestimmte Ortsfrequenzen heraus. De Valois und Mitarbeiter haben die Empfindlichkeit für Ortsfrequenzen in Einzelzellableitungen an anästhetisierten Resusaffen untersucht [DV82]. Sie bestimmten die Ortsfrequenz-Charakteristik bei der optimalen Gitter-Orientierung, und fanden heraus, dass die einzelnen Neuronen auf eine schmale Bandbreite von Ortsfrequenzen reagieren (0,5 bis 2,5 Oktaven). Dabei erstrecken sich die Vorzugs-Ortsfrequenzen über einen großen Bereich (0,5 bis 15 Perioden/°Sehwinkel; Abbildung 2.6). Foster und Mitarbeiter [Fos85] kamen zu einem ähnlichen Ergebnis (Abbildung 2.7). Die Neuronen des primären Sehkortex können somit als zweidimensionale räumliche Filter betrachtet werden.

Abbildung: Verteilung der bevorzugten Ortsfrequenzen im primären Sehkortex nach Foster [Fos85].

Abbildung: Verteilung der bevorzugten Ortsfrequenzen im primären Sehkortex nach De Valois [DV82]. Mit X- und Y-Zellen sind Simple- (X) und Complex-Zellen (Y) gemeint.

Neuronen innerhalb eines gegebenen Kortex-Bereiches ( $\approx 1 mm^2$) verarbeiten die Information aus einer speziellen Region der Retina, und haben daher überlappende rezeptive Felder. Eine Säule kann daher als kortikale Integrationsregion bezeichnet werden, die sowohl eine vollständige Orientierungs-Hyperkolumne als auch eine vollständige Augendominanz-Hyperkolumne enthält. In jeder kortikalen Integrationsregion sollte auch eine vollständige Ortsfrequenzrepräsentation vertreten sein [DV82]. Das heißt, in diesem Bereich sind beide Augen, alle Orientierungen und alle Ortsfrequenzen für den jeweiligen Ausschnitt des Sehraumes abgebildet.