皮質フィードバック信号は、フィードフォワード入力のさまざまな空間周波数にわたって一般化されます

皮質の視覚処理は、フィードバック予測に依存しています。一次視覚皮質（V1）には小さな受容フィールドがあり、プロセスは細粒の空間スケールでフィードフォワード情報を供給しますが、より高い視覚領域はより大きく空間的に不変の受容フィールドを持っています。したがって、フィードバックは、グローバルシーン構造に関する粗い情報を提供したり、V1の小さな受容フィールドを標的とすることにより、細粒の構造を取り戻したりする可能性があります。フィードバックシグナルが、フィードフォワード入力の異なる空間周波数にわたって一般化されるかどうか、または視覚シーンの空間スケールに合わせて調整されているかどうかをテストしました。部分閉塞パラダイム、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）およびマルチボクセルパターン分析（MVPA）を使用して、V1へのフィードバックに、散らばった画像部分の外側を囲むシーンの空間周波数を操作することにより、粗いまたは細かい情報が含まれているかどうかを調査しました。フィードバックは、低い（LSF）と高空間周波数（HSF）の両方に関する情報を伝達するため、粗い情報と細粒の両方の情報を送信することを示します。さらに、LSF情報を含むフィードバック信号は、HSFおよびLSFシーンの空間周波数帯域に大きな重複がなくても、HSF情報を含むフィードバック信号に似ています。最後に、フィードバックは、さまざまなシーンで空間周波数帯域に関する同様の情報をもたらすことがわかりました。皮質フィードバック信号には、フィードフォワード入力の異なる空間周波数にわたって一般化する情報が含まれていると結論付けます。

Visual processing in cortex relies on feedback projections contextualising feedforward information flow. Primary visual cortex (V1) has small receptive fields and processes feedforward information at a fine-grained spatial scale, whereas higher visual areas have larger, spatially invariant receptive fields. Therefore, feedback could provide coarse information about the global scene structure or alternatively recover fine-grained structure by targeting small receptive fields in V1. We tested if feedback signals generalise across different spatial frequencies of feedforward inputs, or if they are tuned to the spatial scale of the visual scene. Using a partial occlusion paradigm, functional magnetic resonance imaging (fMRI) and multivoxel pattern analysis (MVPA) we investigated whether feedback to V1 contains coarse or fine-grained information by manipulating the spatial frequency of the scene surround outside an occluded image portion. We show that feedback transmits both coarse and fine-grained information as it carries information about both low (LSF) and high spatial frequencies (HSF). Further, feedback signals containing LSF information are similar to feedback signals containing HSF information, even without a large overlap in spatial frequency bands of the HSF and LSF scenes. Lastly, we found that feedback carries similar information about the spatial frequency band across different scenes. We conclude that cortical feedback signals contain information which generalises across different spatial frequencies of feedforward inputs.