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Effect of Fixational Eye Movement on Signal Processing of Retinal Photoreceptor: A Computational Study 고정 안구 운동이 망막 광수용체의 신호 처리에 미치는 영향: 전산 연구

Keiichiro INAGAKI, Takayuki KANNON, Yoshimi KAMIYAMA, Shiro USUI

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요약 :

고정하는 동안 눈은 지속적으로 변동합니다. 이러한 변동을 고정 안구 운동이라고 합니다. 고정 안구 운동은 떨림, 미세 단속적 움직임, 안구 표류로 구성됩니다. 고정 안구 운동은 공간적, 시간적 특성을 형성함으로써 우리의 시력을 돕습니다. 여기서, 망막 네트워크의 첫 번째 입력 레이어인 광수용체는 원뿔 모자이크(cone mosaic)라고 불리는 공간적으로 불균일한 세포 배열을 갖는 것으로 알려져 있습니다. 고정 안구 운동의 역할은 점차 밝혀지고 있습니다. 그러나 원뿔 모자이크의 효과는 고려되지 않습니다. 여기서 우리는 고정 안구 운동과 관련된 시각 신호 처리에 대한 원뿔 모자이크의 효과를 탐색하기 위해 대규모 시각 시스템 모델을 구축했습니다. 시각 시스템 모델은 뇌간, 눈 광학 및 광수용기로 구성되었습니다. 시뮬레이션에서 우리는 공간적으로 불균일한 모자이크가 주어진 광수용체에 의한 희소 샘플링을 통한 신호 처리에 대한 고정 안구 운동의 역할에 중점을 두었습니다. 고정 안구 운동의 효과를 정량적으로 분석하기 위해 모의 광수용체 반응에서 정보 처리 능력을 정보율로 평가했습니다. 고정 안구 움직임에 따라 원뿔 모자이크로 인한 희소 샘플링에 의한 정보 비율이 증가함을 확인했습니다. 또한 정보율의 증가는 객체의 가장자리에 대한 응답의 증가에 따른 것임을 확인하였다. 이러한 결과는 고정 안구 운동에 의해 시각 정보가 광수용체 수준에서 이미 향상되었음을 시사합니다.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Information Vol.E103-D No.7 pp.1753-1759
발행일
2020/07/01
공개일
2020/04/01
온라인 ISSN
1745-1361
DOI
10.1587/transinf.2019EDP7225
원고의 종류
PAPER
범주
생물 공학

작성자

Keiichiro INAGAKI
  Chubu University,RIKEN Brain science institute
Takayuki KANNON
  RIKEN Brain science institute,Kanazawa University
Yoshimi KAMIYAMA
  Aichi Prefectural University
Shiro USUI
  RIKEN Brain science institute

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