원숭이는 눈으로 얻은 정보를 남김없이 활용해 판단할까요?

상세 설명

지각적 판단은 초기 감각 피질 영역의 뉴런 집단이 제공하는 신호에 기반할 가능성이 높습니다. 하지만 이 반응들이 뉴런 사이에서, 그리고 시간에 걸쳐 어떻게 통합되어 행동으로 이어지는지는 알려져 있지 않습니다.

연구진은 신경 반응과 지각적 판단의 관계를 알아보기 위해, 원숭이가 반응시간 기반 시각 탐지 과제를 수행하는 동안 일차 시각 피질(V1)의 단일 유닛(SU) 및 다중 유닛(MU) 활동을 기록했습니다. 그런 다음 이 신경 신호로 표적을 얼마나 잘 탐지할 수 있는지 평가했습니다.

V1의 SU 및 MU 신호가 뒷받침하는 탐지 민감도는 평균적으로 원숭이의 탐지 민감도와 비슷했으며, 원숭이의 반응시간 직전에 끝나는 짧은 신경 반응 구간만 분석했을 때도 그랬습니다. 이 구간의 지속시간 중앙값은 137 ms였습니다. 하지만 신경 신호의 탐지 수행을 나타내는 뉴로메트릭 함수와 원숭이의 행동상 탐지 수행을 나타내는 심리측정 함수는 전체적인 형태에서 체계적인 차이를 보였습니다.

연구진은 SU와 MU 활동의 정량적 관계도 살펴봤습니다. MU 반응은 여러 단일 유닛의 반응을 합한 것과 부합했으며, 이 단일 유닛 대부분은 자극 선택성이 낮았습니다. 또한 시행마다 나타나는 V1 활동과 행동 선택의 변동 사이에는 약하지만 유의한 공변동이 있었으며, 이는 피질 감각 처리의 가장 초기 단계에서도 선택 확률(choice probability)이 관찰될 수 있음을 처음으로 보여줬습니다.

이 결과들을 종합하면, 이후 처리 단계는 많은 V1 뉴런의 활동을 최적에 못 미치는 방식으로 통합하여 시각 탐지 과제의 행동 수행으로 이어지게 하는 것으로 시사됩니다.