دوره 34، شماره 404: هفته چهارم آذر ماه 1395:1256-1261

مدل رقابت دو چشمی بر اساس مدل نورونی Hodgkin-Huxley

میترا خالقیان, علیرضا مهری, رضا راستی

چکیده


مقدمه: زمانی که دو چشم با دو تصویر به طور کامل متفاوت مواجه شوند، نواحی منطبق با هم در شبکیه‌ی دو چشم، با دو محرک به طور کامل متفاوت تحریک می‌شوند و به جای دریافت یک تصویر ثابت، مغز تناوبی از دو تصویر را درک می‌کند که به آن رقابت دو چشمی می‌گویند. مطالعه‌ی این پدیده، ابزار هوشمندی برای بررسی فرایندهای ادراکی به شمار می‌آید.

روش‌ها: با در نظر گرفتن شبکه‌ای از نورون‌های تحریکی و مهاری از نوع Hodgkin-Huxley در معماری شبکه‌ی نورون‌های قشر بینایی مغز، رفتار نورون‌های اسپایکینگ جفت شده در لایه‌ی قشری مغز که در پدید آمدن این پدیده اثر مستقیم دارند، مدل‌سازی می‌شود. برای بررسی عملکرد این مدل، از خطوط جهت‌دار به عنوان دو محرک اعمالی به دو چشم استفاده می‌شود.

یافته‌ها: بازسازی زمان غلبه‌ی دید هر چشم در رقابت دو چشمی و عدم وابستگی دو دوره‌ی زمان غلبه‌ی موفق پیاپی، توسط این مدل مطرح می‌شود. همچنین، اثر تغییرات اعمال شده در قدرت محرک اعمالی به هر یک از دو چشم بررسی و مشاهده شد که تغییر قدرت محرک اعمال شده به یک چشم، تنها روی زمان دوره‌ی غلبه چشم طرف مقابل اثر می‌گذارد و افزایش قدرت محرک اعمال شده به هر دو چشم، به طور موازی متوسط زمان دوره‌ی غلبه را کاهش می‌دهد.

نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این مدل، به نتایج تجربی که از این پدیده شناخته شده است، بسیار نزدیک می‌باشد و بسیاری از مشخصه‌های دینامیکی این پدیده را بازسازی می‌کند. همچنین، یافته‌های این مطالعه، نظریه‌هایی را که در مطالعات مربوط به این پدیده مطرح می‌شوند، تأیید می‌کند.


واژگان کلیدی


رقابت دو چشمی؛ نورون Hodgkin-Huxley؛ زمان غلبه‌ی محرک

تمام متن:

PDF

مراجع


Alais D, Cass J, O'Shea RP, Blake R. Visual sensitivity underlying changes in visual consciousness. Curr Biol 2010; 20(15): 1362-7.

Blake R. A Primer on binocular rivalry, including current controversies. Brain and Mind 2001; 2(1): 5-38.

Levelt WJM. The alternation process in binocular rivalry. Br J Psychol 1966; 57(3-4): 225-38.

Brascamp JW, Klink PC, Levelt WJ. The 'laws' of binocular rivalry: 50 years of Levelt's propositions. Vision Res 2015; 109(Pt A): 20-37.

Blake R, Logothetis N. Visual competition. Nat Rev Neurosci 2002; 3(1): 13-21.

Blake R. A neural theory of binocular rivalry. Psychol Rev 1989; 96(1): 145-67.

Tong F, Meng M, Blake R. Neural bases of binocular rivalry. Trends Cogn Sci 2006; 10(11): 502-11.

Lehky SR. An astable multivibrator model of binocular rivalry. Perception 1988; 17(2): 215-28.

Freeman AW. Multistage model for binocular rivalry. J Neurophysiol 2005; 94(6): 4412-20.

Dayan P. A hierarchical model of binocular rivalry. Neural Comput 1998; 10(5): 1119-35.

Said CP, Heeger DJ. A model of binocular rivalry and cross-orientation suppression. PLoS Comput Biol 2013; 9(3): e1002991.

Kilpatrick Z, Bressloff P. Binocular rivalry in a competitive neural network with synaptic depression. SIAM J Appl Dyn Syst 2010; 9(4): 1303-47.

Wilson HR. Computational evidence for a rivalry hierarchy in vision. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100(24): 14499-503.

Laing CR, Chow CC. A spiking neuron model for binocular rivalry. J Comput Neurosci 2002; 12(1): 39-53.




Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License which allows users to read, copy, distribute and make derivative works for non-commercial purposes from the material, as long as the author of the original work is cited properly.