Campo receptivo


El campo receptivo , o espacio sensorial , es un medio delimitado donde algunos estímulos fisiológicos pueden evocar una respuesta neuronal sensorial en organismos específicos . [1]

La complejidad del campo receptivo va desde la estructura química unidimensional de los odorantes hasta el espacio-tiempo multidimensional del campo visual humano , pasando por la superficie bidimensional de la piel , siendo un campo receptivo para la percepción táctil . Los campos receptivos pueden alterar positiva o negativamente el potencial de membrana con o sin afectar la tasa de potenciales de acción . [1]

Un espacio sensorial puede depender de la ubicación de un animal. Para una onda de sonido particular que viaja en un medio de transmisión apropiado , por medio de la localización del sonido , un espacio auditivo equivaldría a un sistema de referencia que cambia continuamente a medida que el animal se mueve (teniendo en cuenta también el espacio dentro de los oídos). Por el contrario, los campos receptivos pueden ser en gran medida independientes de la ubicación del animal, como en el caso de las células del lugar . Un espacio sensorial también puede mapear en una región particular del cuerpo de un animal. Por ejemplo, podría ser un pelo en la cóclea o un trozo de piel, retina o lengua u otra parte del cuerpo de un animal. Se han identificado campos receptivos para las neuronas delsistema auditivo , sistema somatosensorial y sistema visual .

El término campo receptivo fue utilizado por primera vez por Sherrington en 1906 para describir el área de la piel desde la cual se podía provocar un reflejo de rascado en un perro. [2] En 1938, Hartline comenzó a aplicar el término a neuronas individuales, esta vez de la retina de rana . [1]

Este concepto de campos receptivos puede extenderse más hacia el sistema nervioso. Si muchos receptores sensoriales forman sinapsis con una sola célula más arriba, forman colectivamente el campo receptivo de esa célula. Por ejemplo, el campo receptivo de una célula ganglionar en la retina del ojo está compuesto por información de todos los fotorreceptores que hacen sinapsis con ella, y un grupo de células ganglionares a su vez forma el campo receptivo para una célula en el cerebro. Este proceso se llama convergencia.

Los campos receptivos se han utilizado en modernas redes neuronales profundas artificiales que funcionan con operaciones locales.


Las células ganglionares retinianas en el centro y fuera del centro responden de manera opuesta a la luz en el centro y alrededor de sus campos receptivos. Una respuesta fuerte significa un disparo de alta frecuencia, una respuesta débil se dispara a una frecuencia baja y una respuesta no significa que no se dispara ningún potencial de acción.
Una emulación por computadora de "detección de bordes" usando campos receptivos de la retina. La estimulación en el centro y fuera del centro se muestra en rojo y verde, respectivamente.
Neuronas de capa convolucional (azul), conectadas a su campo receptivo (rojo).
Neuronas de capa convolucional (azul), conectadas a su campo receptivo (rojo)
Capas de CNN dispuestas en tres dimensiones.
Capas de CNN dispuestas en tres dimensiones