Orientation preference and maps in the primary visual cortex of higher mammals

Thema der Studie sind Orientierungsselektivität/präferenz und Orientierungskarten im primären visuellen Kortex (V1) höherer Säugetiere. Ein theoretisches Modell zur Entwicklung von V1 wird \(\textit {in silico}\) erarbeitet, und mittels intrinsischem Optical Imaging (IOI) \(\textit {in vivo}\) gewonnene Daten werden hinsichtlich der Orientierungsselektivität neuronaler Populationen analysiert. Es wird eine Übersicht über experimentelle Methoden und den Stand der Entwicklungsneurowissenschaft gegeben (Teil 1). Die Ontogenese des Kortex im Zeitraum vor dem Öffnen der Augen wird simuliert (Teil 2). Ein Grundgerüst intrakortikaler Konnektivität wird anhand von Wellen spontaner kortikaler Wellen trainiert. Es wird angenommen, dass kortikale Aktivität lokal eine ungleichmäßige Verteilung aufweist, wie bei ausgewachsenen Frettchen gezeigt wurde (Teil 3). Ein neuer Ansatz, Bereiche signifikanter Aktivität aus verrauschten IOI-Daten zu extrahieren, wird beschrieben und mit herkömmlichen Analysemethoden verglichen.A theoretical model of V1 development is developed \(\textit {in silico}\) and maps recorded \(\textit {in vivo}\) with intrinsic optical imaging (IOI) are analysed. Experimental methods and state of the art in developmental neuroscience relevant to the project are reviewed (part I). Ontogenesis is simulated at a time before eye opening (part II). An intracortical connectivity scaffold for orientation selectivity is established, trained on spontaneous cortical activity waves. On a local scale, cortical activity is assumed to have a patchy structure, as shown in adult ferrets (part III). A new approach in extracting significantly responsive areas from noisy IOI data is described and compared to common analytical tools. A distinction between orientation and direction selectivities is drawn and methods of testing for both are presented