Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/1889/3927
Title: La codifica dell'informazione visiva nella corteccia prefrontale ventrolaterale del macaco
Other Titles: The coding of visual information in the ventrolateral prefrontal cortex of the macaque
Authors: Gravante, Alfonso
Issue Date: 8-Nov-2018
Publisher: Università di Parma. Dipartimento di medicina e chirurgia
Document Type: Bachelor thesis
Abstract: Il presente lavoro ha indagato il ruolo della corteccia prefrontale ventrolaterale (VLPF) del macaco nella codifica di stimoli visivi statici. In particolare, sono state studiate le risposte di singoli neuroni durante la presentazione di 12 immagini raggruppabili in quattro categorie, ciascuna composta da tre stimoli (oggetti afferrabili non commestibili, oggetti afferrabili commestibili, volti e oggetti non afferrabili). Storicamente, gli studi elettrofisiologici su scimmia volti a valutare le risposte conseguenti l’osservazione di stimoli visivi, si sono concentrati su aspetti di elaborazione di ordine superiore, utilizzando prevalentemente stimoli appartenenti ad una sola categoria semantica (per esempio facce). I pochi studi che hanno esplorato le risposte con un set di stimoli più ampio, mancano di sistematicità nell’esplorazione spaziale della VLPF, o utilizzano metodi di presentazione degli stimoli non sufficientemente controllati. Pertanto, il primo scopo di questo studio è stato quello di valutare le risposte visive dei neuroni di un vasto settore di VLPF con un’ampia batteria di stimoli visivi, controllando i movimenti oculari, e senza richiesta di utilizzare l’informazione visiva per risolvere una consegna sperimentale. A questo scopo abbiamo registrato l’attività neuronale da VLPF di due scimmie in un paradigma controllato di presentazione di stimoli visivi proiettati su un monitor, in cui alla scimmia era richiesto solo di osservare gli stimoli (Compito di osservazione di immagini statiche). Questo studio si è posto come secondo scopo quello di verificare se i neuroni attivati dall’osservazione di immagini visive siano anche coinvolti nella programmazione o nel trattenere azioni sugli oggetti osservati. A tal fine, abbiamo analizzato le risposte neuronali registrate in un compito visuo-motorio, in cui le scimmie dovevano osservare oggetti reali e, sulla base di uno stimolo istruttivo associato, afferrarli o ignorarli. In questo lavoro di tesi sono state analizzate le risposte relative alla fase di osservazione degli stimoli del compito visuo-motorio e confrontate con quelle registrate nel compito di osservazione di immagini statiche. I risultati di questo lavoro indicano che i neuroni registrati in VLPF codificano specificamente singoli stimoli visivi, o gruppi di stimoli. Questo tipo di codifica è simile a quella descritta per i neuroni inferotemporali. Questa somiglianza suggerisce che anche a livello prefrontale i neuroni codifichino gli aspetti pittorici degli stimoli visivi. Questa evidenza è anatomicamente plausibile, vista la ricchezza delle connessioni anatomiche tra la corteccia inferotemporale e VLPF. Si ha però evidenza di una convergenza a livello dello stesso settore corticale prefrontale anche di connessioni anatomiche da aree parietali e premotorie coinvolte nella codifica di azioni brachio-manuali. I risultati del nostro lavoro indicano che tale afferenza possa portare a livello della corteccia prefrontale informazione di tipo pragmatico relativa agli oggetti. Infatti, le risposte agli oggetti tridimensionali e afferrabili, soprattutto nella condizione in cui si debba effettivamente agire sugli oggetti, risultano le più forti. Il convergere di informazioni pittoriche e pragmatiche sulla stessa popolazione neuronale potrebbe permettere l’emergere di una codifica “semantica” che tiene conto degli aspetti visivi ma anche di utilizzo di un oggetto, permettendone una descrizione “a tutto tondo”. Questa informazione, a seconda del compito in cui si è coinvolti, potrebbe essere utilizzata per il processo di categorizzazione percettivo o per la guida e l’inibizione di azioni e comportamenti.
The present work investigated the role of the ventrolateral prefrontal cortex (VLPF) of the macaque in the coding of static visual stimuli. In particular, the responses of individual neurons were studied during the presentation of 12 images that can be grouped into four categories, each consisting of three stimuli (non-edible graspable objects, edible graspable objects, faces and objects that can not be grasped). Historically, monkey electrophysiological studies aimed at evaluating the responses following the observation of visual stimuli, have focused on aspects of higher order processing, using mainly stimuli belonging to a single semantic category (for example faces). The few studies that have explored the responses with a broader set of stimuli lack systematic spatial exploration of the VLPF, or use methods of presentation of insufficiently controlled stimuli. Therefore, the first purpose of this study was to evaluate the visual responses of neurons in a large area of VLPF with a large battery of visual stimuli, controlling eye movements, and without requiring visual information to solve a experimental delivery. For this purpose we recorded the neuronal activity from VLPF of two monkeys in a controlled paradigm of presentation of visual stimuli projected onto a monitor, in which the monkey was only required to observe the stimuli (task of observation of static images). The second purpose of this study was to verify whether neurons activated by visual image observation are also involved in programming or retaining actions on observed objects. To this end, we analyzed the neuronal responses recorded in a visuo-motor task, in which the monkeys had to observe real objects and, on the basis of an associated instructive stimulus, grasp or ignore them. In this thesis work we analyzed the responses related to the observation phase of the stimuli of the visuo-motor task and compared with those recorded in the task of observation of static images. The results of this work indicate that the neurons registered in VLPF specifically code for individual visual stimuli, or groups of stimuli. This type of encoding is similar to that described for inferotemporal neurons. This similarity suggests that even at the prefrontal level neurons encode the pictorial aspects of visual stimuli. This evidence is anatomically plausible, given the richness of the anatomical connections between the inferotemporal cortex and VLPF. However, there is evidence of a convergence at the level of the same prefrontal cortical sector also of anatomical connections from parietal and premotor areas involved in the coding of brachio-manual actions. The results of our work indicate that this afference can bring pragmatic information about objects to the prefrontal cortex. In fact, the answers to three-dimensional and graspable objects, especially in the condition in which we must actually act on objects, are the strongest. The convergence of pictorial and pragmatic information on the same neuronal population could allow the emergence of a "semantic" coding that takes into account the visual aspects but also the use of an object, allowing an "all-round" description. This information, depending on the task in which it is involved, could be used for the process of perceptive categorization or for the guidance and inhibition of actions and behaviors.
Appears in Collections:Psicobiologia e Neuroscienze Cognitive, Tesi di laurea magistrale

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
La codifica dell'informazione visiva nella corteccia prefrontale ventrolaterale.pdf2.71 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.