V1およびMTでのエンコードとデコードのモデルは、人間の視覚システムの運動認識異方性を説明しています

モーションアフェクレクト（MAE）を使用して、人間の視覚システムにおける運動知覚の調整を心理的に特徴づけました。MAE強度とアダプター刺激に存在する方向の範囲に関連する関数は、モーション適応の方向調整の幅に関する情報を提供します。MAEチューニング幅の方向性異方性を、運動方向の識別におけるよく知られている斜め効果と比較しました。以前の研究と一致して、被験者は、斜めの方向と比較して、枢機inalの運動方向の識別閾値が低いことがわかりました。各被験者について、さまざまな方向分散を含むアダプター刺激のMAEの強度を測定することにより、枢機and方向のMAEチューニング幅を推定しました。MAEの調整幅は基本的な方向では小さく、運動方向の識別とMAEのチューニングとの根本的な類似性を示唆しています。V1およびMTによる動き刺激のエンコードのモデルと、エリアMTの細胞からの刺激情報のデコードを構築しました。このモデルには、エリアV1の異なる動き方向の表現に異方性が含まれています。モデルに実装された接続の結果として、この異方性はMTの細胞に伝播します。モデルシミュレーションは、実験結果と一致して、識別のしきい値とMAEチューニング幅の両方の方向の斜め効果を予測しました。このモデルはまた、方向識別のための斜め効果の大きさが刺激の方向分散に反比例するという最近の報告に同意しています。モデル予測と経験的データとの間の一致は、モデルが最尤デコードアルゴリズムを使用した場合にのみ取得されました。ベクトル平均化や勝者のテイクなどの代替デコードメカニズムは、精神物理学的結果を説明できませんでした。

We used the motion aftereffect (MAE) to psychophysically characterize tuning of motion perception in the human visual system. The function relating MAE strength and the range of directions present in the adapter stimulus provides information regarding the width of direction tuning of motion adaptation. We compared the directional anisotropy in MAE tuning width to the well-known oblique effect in motion direction discrimination. In agreement with previous research, we found that subjects had lower motion direction discrimination thresholds for cardinal compared to oblique directions. For each subject, we also estimated MAE tuning width for a cardinal and an oblique direction by measuring the strength of the MAE for adapter stimuli containing different directional variances. The MAE tuning width was smaller for the cardinal direction, suggesting a fundamental similarity between motion direction discrimination and tuning of the MAE. We constructed a model of encoding of motion stimuli by V1 and MT and decoding of stimulus information from the cells in area MT. The model includes an anisotropy in the representation of different directions of motion in area V1. As a consequence of the connections implemented in the model, this anisotropy propagates to cells in MT. Model simulations predicted an oblique effect for both direction discrimination thresholds and MAE tuning width, consistent with our experimental results. The model also concurs with a recent report that the magnitude of the oblique effect for direction discrimination is inversely proportional to the directional variance of the stimulus. The agreement between model predictions and empirical data was obtained only when the model employed a maximum likelihood decoding algorithm. Alternative decoding mechanisms such as vector averaging and winner-take-all failed to account for the psychophysical results.