Linkage of multiple visual and motor properties in single neuron activity of monkey’s anterior intraparietal area

Abstract

Neural coding of objects and actions involves many parieto-frontal areas including the anterior intraparietal area (AIP). Many studies show that neurons of this area become active not only during action execution but also during the observation of other’s actions both when performed live in front of the monkey and when presented in a videotaped format. Nonetheless, no study has ever investigated the possible linkage between these multiple visual and motor properties, preventing to understand the underling coding principles. To address this issue, we investigated AIP neuron activity during a large set of execution and action observation tasks. We recorded 134 neurons showing a wide variety of functional properties, with most of them responding during action execution and/or object presentation, and most of them also discharged during observation of actions. Among these latter, most encode both live and filmed actions, with a wide variety of mixed relationship with their motor properties. By means of an unsupervised clustering of functional properties at the population level, we have been able to show that the underlying coding principle of AIP neurons emphasize the relevance of the context in terms of space in which object and actions are presented and the agent who is expected to act in that context.

L’elaborazione neurale di azioni osservate svolte da altri coinvolge diverse aree parieto-frontali, tra cui l’area intraparietale anteriore (AIP). Diversi studi mostrano che neuroni di quest’area si attivano non solo durante l’esecuzione dell’azione ma anche durante la visione di azioni svolte da altri sia presentate in un contesto live che in formato video. Ciò nonostante, nessuno studio ha mai indagato la possibile connessione tra queste multiple proprietà visive e motorie, prevenendo la comprensione dei sottostanti principi di codifica. Per affrontare questa questione, abbiamo investigato l’attività dei neuroni in AIP durante un ampio set di task di esecuzione e osservazione di azioni. Abbiamo registrato l’attività di 134 neuroni che hanno mostrato un’ampia varietà di proprietà funzionali, tra cui la maggior parte comprendevano risposte sia durante l’epoca di presentazione dell’oggetto che durante la presentazione di azioni. Tra queste ultime, la maggior parte codificava sia azioni live che video, con un’ampia varietà di relazioni miste con le loro proprietà motorie. Mediante l’utilizzo di una tecnica che permetteva il raggruppamento in modo non supervisionato di proprietà funzionali a livello di popolazione, siamo stati in grado di mostrare che i principi di codifica sottostanti i neuroni di AIP enfatizzano la rilevanza del contesto in termini di spazio dove l’oggetto e l’azione vengono presentati, e l’agente che dovrebbe agire in tale contesto.