Columna de orientación


Las columnas de orientación son regiones organizadas de neuronas que son excitadas por estímulos de líneas visuales de diferentes ángulos. Estas columnas están ubicadas en la corteza visual primaria (V1) y abarcan múltiples capas corticales. La geometría de las columnas de orientación están dispuestas en losas que son perpendiculares a la superficie de la corteza visual primaria. [1] [2]

En 1958, David Hubel y Torsten Wiesel descubrieron células en la corteza visual que tenían selectividad de orientación. Esto se descubrió a través de un experimento al darle a un gato estímulos visuales específicos y medir la excitación correspondiente de las neuronas en la corteza estriada.(V1). El montaje experimental fue de un proyector de diapositivas, un gato, electrodos y un monitor de electrodos. Descubrieron esta selectividad de orientación al cambiar diapositivas en el proyector. El acto de cambiar las diapositivas produjo una línea de sombra tenue en el proyector y excitó la neurona que estaban midiendo. En el momento de este experimento no era concluyente que estas células selectivas de orientación estuvieran en una estructura "columnar", pero la investigación realizada por Vernon Mountcastle en 1956 sobre las propiedades topográficas del sistema somatosensorial consideró la posibilidad de esta estructura .[3] [4] [5]

En 1974, Hubel y Wiesel escribieron un artículo sobre la geometría de las columnas de orientación. Registraron 1410 células en 45 penetraciones en la corteza estriada . A través de esta técnica unidimensional conceptualizaron que las columnas de orientación no son columnas sino losas. [1] En 1985, Gary Blasdel descubrió una técnica para visualizar estas columnas de orientación en 2D. Su técnica utilizó fotodiodos para detectar cambios ópticos en la corteza visual con el marcador metabólico, 2-desoxiglucosa , que marca las neuronas activas. Esto confirmó los estudios de Hubel y Wiesel y también sacó a la luz los remolinos y las formaciones de molinete en la corteza estriada.[4] [6]

Hubel y Wiesel recibieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1981 por sus contribuciones al conocimiento del desarrollo del sistema visual. [4]

Las columnas de orientación están ubicadas en la corteza visual primaria, también conocida como corteza estriada . Estas columnas de orientación no tienen forma cilíndrica como implica la palabra columna, sino que son losas planas que son paralelas entre sí. Las losas son perpendiculares a la superficie de la corteza visual y están alineadas de manera similar a las rebanadas de pan. Estas neuronas son altamente discriminatorias para las orientaciones visuales y su movimiento.[1] [7]

La mayoría de las celdas en las columnas de orientación son celdas complejas. Las células complejas responderán a una línea correctamente orientada en cualquier ubicación del campo receptivo , mientras que las células simples tienen un campo receptivo más estrecho donde una línea correctamente orientada lo excitará. Las células simples tienen distintas subdivisiones de regiones excitatorias e inhibidoras. Se propone que las células complejas reciben información de muchas células simples, lo que explica por qué las células complejas tienen un campo receptivo ligeramente más amplio. [8] [9]


La corteza visual primaria (V1) se encuentra en el lóbulo occipital . Esta es la región donde se encuentran las columnas de orientación.
Formaciones de molinete en la corteza visual primaria con singularidades en el centro. Cada color representa una columna de orientación de una fase de línea específica. Imagen adaptada de estudios fMRI. [11]
Un ejemplo de un patrón de interferencia Moiré. El desplazamiento de las dos redes crea un dipolo de células ganglionares de la retina. Este dipolo está orientado en varias direcciones que corresponden a una orientación específica.