Wie schätzen Säugetiere die Geschwindigkeit sich bewegender Objekte ein?

Zwei Bereiche im visuellen Kortex sind mit der Geschwindigkeitswahrnehmung verbunden, nämlich:

1. Der primäre visuelle Kortex (V1) und
2. Der mittlere Schläfenbereich (MT oder V5).

Sowohl V1 als auch MT enthalten Neuronen, die stark auf Bewegung in eine bestimmte Richtung reagieren und auch selektiv auf eine bestimmte Geschwindigkeit reagieren. Richtung und Geschwindigkeit definieren zusammen den Geschwindigkeitsvektor, dh diese V1- und MT-Neuronen sind geschwindigkeitsabgestimmt. Die geschwindigkeitsabgestimmten Neuronen in V1 projizieren typischerweise auf geschwindigkeitsabgestimmte Zellen in MT. Während V1 ungefähr 25 % geschwindigkeitsabgestimmte Neuronen enthält, sind die in den MT-Neuronen fast alle geschwindigkeitsabgestimmt (Bradley & Goyal, 2008) .

Das ist jetzt alles Bottom-up-Verarbeitung. Sie fragen grundsätzlich auch, ob Top-Down-Themen eine Rolle spielen. Das glaube ich nicht. Das visuelle System ist grundsätzlich in einen dorsalen „Was“- und einen ventralen „Wo“-Strom aufgeteilt (Abb. 1). Das "Was"-System identifiziert ein Ziel und das "Wo"-System (das MT enthält) bestimmt Ort und Geschwindigkeit. Soweit ich weiß, gibt es keine Rückkopplung vom dorsalen Strom auf den ventralen, um die Geschwindigkeitsverarbeitung zu beeinflussen.

^{Abb. 1. Dorsale (parietale) und ventrale (temporale) Ströme. Quelle: Lehky & Sereno (2007)}

<sub>Referenzen
- Bradley & Goyal, &Nature Rev Neurosci (2008); 9 : 686–95
– Lehky & Sereno, *J Neurophysiol (2007); 97 (1): 307-19</sub>

@AliceD hat eine großartige Antwort auf den Bottom-Up-Pfad gegeben. Lassen Sie mich dem Bild einige Top-Down-Verarbeitungsbits hinzufügen, da Sie danach fragen.

Zunächst einmal wird die Bewegungswahrnehmung auf Wahrnehmungsebene durch vorherige Erwartungen und die Stärke des Bewegungssignals beeinflusst. Siehe zB:

• Stocker, AA und Simoncelli, EP (2006). Rauscheigenschaften und vorherige Erwartungen an die menschliche visuelle Geschwindigkeitswahrnehmung. Nature Neuroscience, 9(4):578-585. http://dx.doi.org/10.1038/nn1669

Es ist bekannt, dass die neurale Aktivität von MT (und Verhalten) durch Aufmerksamkeit moduliert wird. Siehe zB:

• Monkey Area MT-Latenzen bei Geschwindigkeitsänderungen hängen von der Aufmerksamkeit ab und korrelieren mit Verhaltensreaktionszeiten. Neuron. 78(4):740–750. http://doi.org/10.1016/j.neuron.2013.03.014