Питер Шиллер (нейробиолог) - Peter Schiller (neuroscientist)

Питер Х. Шиллер
Питер Шиллер, нейропсихолог, oculomotor system.png
Родившийся
Питер Х. Шиллер

Май 1931 г. (89 лет)
Берлин, Германия
НациональностьСоединенные Штаты Америки
Альма-матерУниверситет Дьюка (BA)
Университет Кларка (магистр, доктор философии)
Род занятийНейрофизиолог

Питер Х. Шиллер (5 мая 1931 г. в Берлине) - почетный профессор Неврология на кафедре мозга и когнитивных наук Массачусетский Институт Технологий (Массачусетский технологический институт). Он хорошо известен своей работой по поведенческим, нейрофизиологическим и фармакологическим исследованиям зрительной и глазодвигательной систем приматов.[1]

Жизнь и карьера

Шиллер родился в 1931 году в Берлине, Германия (его отец был Гештальт-психолог Пауль фон Шиллер). Его семья переехала в Будапешт в 1934 году, затем в Соединенные Штаты в 1948 году, где он живет сейчас. Натурализованный американский гражданин. После окончания Университет Дьюка (1955), а после службы в армии США (в Германии, 1955-1957) поступил в аспирантуру в Университет Кларка (1959), где он защитил докторскую диссертацию по визуальная маскировка и метаконтраст[2], прежде чем принять приглашение Ханс-Лукас Тойбер работать на факультете психологии Массачусетского технологического института (1962). Он жил в Ньютон, Массачусетс с тех пор.

Более 40 лет Шиллер был сотрудником факультета Массачусетского технологического института. Подготовил более 20 докторантов и докторантов, в том числе Ларри Сквайр, Майкл Страйкер, Макс Сайнадер, Джон Маунселл, Никос Логотетис . .[1]

Почести

Профессиональные услуги

Гранты

Постоянное финансирование от

Исследование

Исследования по контролю движения глаз

Путем записи глазодвигательных нейронов в верхние колликулы и лобные поля глаза Бдительной макаки-резус, а также проводя эксперименты по поражению и электростимуляции на этих участках, Шиллер идентифицировал и охарактеризовал два параллельных нервные пути участвует в создании визуально управляемой саккадические движения глаз.[3] Верхний бугорок, который является подкорковым, получает визуальный сигнал от сетчатки и зрительная кора в его верхних слоях и содержит нейроны в нижних слоях, которые управляют саккадическими движениями глаз к расположению зрительных целей, в то время как кортикальные лобные поля глаза, которые имеют прямой и независимый доступ к контроллерам движения глаз в мозговой ствол, помогите выбрать цели в визуальной сцене, на которые должны быть направлены глаза. Основным результатом этой работы является то, что верхний бугорок участвует в перемещении центра взгляда к новой цели (ямке) за счет использования векторного кода, который определяет ошибку между настоящим и предполагаемым положением глаз, схемой кодирования, которая позже было показано, что он преобладает в неокортексе, включая лобные поля глаза.[4] Используя эксперименты по абляции, Шиллер также показал, что повреждение верхнего холмика устраняет экспрессные саккады, возникающие с латентным периодом менее 100 мс.[5] Считается, что задний канал, зрительная кора через верхний бугорок опосредует экспрессию саккад, тогда как передний канал, включающий лобные поля глаза, важен для выбора цели.

Исследования зрения и визуального восприятия

В серии уже ставших классикой исследований Шиллер охарактеризовал функции двух наборов параллельных проводящих путей в зрительной системе: проходящих и внепроводных путей и путей карликового и зонтичного типа. Введя в глаз 2-амино-4-фосфонобутират (APB), он смог обратимо инактивировать ON-retinal путь и продемонстрировать, что On- и Off-пути остаются отделенными от сетчатки до полосатой коры.[6] Поведенческие исследования установили, что после блокирования пути включения животные больше не реагируют на световые импульсы. Центральная идея, которая возникла в результате этой работы, состоит в том, что существуют определенные нейронные схемы для восприятия яркости и темноты, идея, впервые предложенная Эвальд Геринг в XIX веке, а затем Ричардом Юнгом.

Шиллер также обнаружил, что сверхмалый канал (или парвоцеллюлярная система) играет центральную роль в длине волны и пространственной области: цветовое зрение, форма с высокой пространственной частотой, форма, восприятие текстуры и тонкое стереопсис.[7] Для сравнения, канал зонтика (или магнитоклеточная система) играет важную роль во временной области: низкий контраст, движение с высокой скоростью, параллакс движения и восприятие мерцания. Исследования повреждений Шиллера установили, что эта функциональная сегрегация имеет тенденцию уменьшаться, как только сигналы достигают неокортекса, хотя средняя височная область неокортекса по-прежнему предназначена для обработки движений.[8]

Детекторы функций против многофункциональных анализаторов

В позиционном документе «О специфичности нейронов и зрительных областей» Шиллер (1996) предположил, что отдельные нейроны зрительной коры приматов в дополнение к функциям детекторов цвета, формы, движения, глубины, текстуры и восприятия формы являются многофункциональными, выполнение сложных визуальных задач, таких как независимое от вида распознавание объектов, визуальное обучение, пространственное обобщение, визуальное внимание и выбор стимулов.[9] Вместе с Карлом Ципсером и Виктором Ламме он обнаружил, что контекст стимула выходит за рамки классического рецептивное поле может модулировать ответ на центр.[10] Эти данные были подтверждены на других млекопитающих в дополнение к приматам.[11]

Кортикальный протез, помогающий слепым "видеть"

Работа Шиллера возобновила интерес к развитию зрительно-коркового протезы для слепой. Проводя эксперименты по электростимуляции с Эдвардом Теховником в 2001 году, Шиллер заметил, что если он подавал электрические импульсы в зрительную кору, когда животное планировало движение глаз в зрительное рецептивное поле исследуемых клеток он мог смещать выполнение саккад и даже вызывать саккадические движения глаз в зрительное рецептивное поле, используя токи менее 50 мкА.[12] Используя такие слабые токи в сочетании с визуальной психофизикой, он смог оценить размер, контраст и цвет фосфены вызывается из зрительной коры головного мозга обезьян.[13] В настоящее время это направление работы используется для оценки визуальных протезов, которые в конечном итоге могут привести к созданию функциональных зрительных протезов для слепых.[14]

Учебник

В 2015 году Питер Шиллер вместе со своим соавтором Эдуардом Теховником издали учебник (Зрение и визуальная система), который резюмировал его работу в контексте крупных открытий зрительной системы приматов между 1970 и 2015 годами.[15] В этой книге содержится подробный отчет о знаниях, необходимых любому современному визуальному нейробиологу, молодому или старому.

Личная жизнь

Женат на умершей Энн Хауэлл. Трое детей: Дэвид, Кайл и Сара. Хобби: парусный спорт, игра в теннис, катание на лыжах, скульптура и искусство.

Рекомендации

  1. ^ а б См. Источники информации о жизни и работе: Профиль PNAS Питера Х. Шиллера и автобиография Шиллера в Ларри Р. Сквайре, изд .: История неврологии в автобиографии, Vol. 7. С. 586-640.
  2. ^ P.H. Шиллер, Моноптическая и дихоптическая визуальная маскировка узорами и вспышками. (1965) Журнал экспериментальной психологии, 69, 193–199; P.H. Шиллер, Поведенческие и электрофизиологические исследования визуальной маскировки. (1969) В: Симпозиум по обработке информации в нервной системе, К. Лейбович, изд., Springer-Verlag, стр. 141-165.
  3. ^ Э. Биззи и П. Шиллер, Активность отдельных единиц в лобных полях глаз обезьян без анестезии во время движения головы и глаз. (1970) Экспериментальное исследование мозга, 10, 151–158. P.H. Шиллер и Ф. Кёрнер, Характеристики разряда отдельных единиц в верхнем бугорке настороженной макаки-резуса. (1971) Журнал нейрофизиологии, 34, 920-934. P.H. Шиллер, Роль верхних колликулюсов обезьяны в движении глаз и зрении. (1972) Следственная офтальмология, 2, 451-460. P.H. Шиллер и М. Страйкер, Единичная запись и стимуляция в верхнем холмике бодрствующей обезьяны-резуса. (1972) Журнал нейрофизиологии, 35, 915-924. М.П. Страйкер и П. Шиллер, Движение глаз и головы, вызванное электростимуляцией верхнего колликулуса обезьяны. (1975) Экспериментальное исследование мозга, 23, 103-112. P.H. Шиллер, С. Тру и Дж.Л. Конвей, Влияние абляции лобного поля глаза и верхних бугорков на движение глаз. (1979) Наука, 206, 590-592. P.H. Шиллер, С. Тру и Дж. Л. Конвей, Дефицит движений глаз после абляции лобного поля глаза и верхних колликулюсов. (1980) Журнал нейрофизиологии, 44, 1175-1189. P.H. Шиллер и Дж. Санделл, Взаимодействие между визуально и электрически вызванными саккадами до и после абляции верхнего бугорка и лобного поля глаза у макаки-резуса. (1983) Экспериментальное исследование мозга, 49, 381-392.
  4. ^ P.H. Шиллер и Э. Tehovnik, Посмотри, посмотри: как мозг двигает глазами. (2001) Прогресс в исследованиях мозга, 134, 127-142. P.H. Шиллер и Э. Теховник, Нейронные механизмы, лежащие в основе выбора цели саккадическими движениями глаз. (2005) Прогресс в исследованиях мозга, 149, 157-171.
  5. ^ P.H. Шиллер, Дж. Санделл и Дж. Маунселл, Влияние поражений лобного поля глаза и верхних бугорков на латентные саккадические реакции у макаки-резуса. (1987) Журнал нейрофизиологии, 57, 1033-1049.
  6. ^ P.H. Шиллер, Центральные связи путей включения и выключения сетчатки. (1982) Природа, 297, 580-583. P.H. Шиллер, Связь путей включения и выключения сетчатки с латеральным коленчатым ядром обезьяны. (1984) Исследование зрения, 24, 923-932. P.H. Шиллер, Дж. Санделл и Дж. Маунселл, Функции каналов включения и выключения зрительной системы. (1986) Природа, 322, 824-825. Р. П. Долан, П. Х. Шиллер, Влияние блокады ON канала 2-амино-4-фосфонобутиратом (APB) на яркость и контрастное восприятие у обезьян. (1994) Визуальная неврология, 11, 23-32. P.H. Шиллер, Каналы включения и выключения зрительной системы млекопитающих. (1995) В: Прогресс в исследованиях сетчатки и глаз, Том 15, №1, Н.Н. Осборн и Г.Дж. Чейдер, ред., Pergamon Press.
  7. ^ Н.К. Логотетис, П. Шиллер, Чарльз Э.Р. и Херлберт А.К., Дефицит восприятия и активность оппонента цвета и широкополосных путей при изолированности. (1990) Наука, 247, 214-217. P.H. Шиллер и Н.К. Логотетис, Цветовой оппонент и широкополосные каналы зрительной системы приматов. (1990) Тенденции в неврологии, 13, 392-398. P.H. Шиллер, Н. Логотетис и Э.Р. Чарльз, Функции цветового оппонента и широкополосных каналов зрительной системы. (1990) Природа, 343, г. 68-70. P.H. Шиллер, Н. Логотетис и Э.Р.Чарльз, Роль оппонента цвета и широкополосных каналов в видении. (1990) Визуальная неврология, 5, 321-346.
  8. ^ P.H. Шиллер и К. Ли, Роль экстрастриарной области V4 приматов в зрении. (1991) Наука, 251, 1251-1253. P.H. Шиллер, Влияние повреждений V4 и средней височной (MT) области на зрительную способность у макаки-резуса. (1993) Визуальная неврология, 10, 717-746. P.H. Шиллер и К. Ли, Влияние поражений латерального коленчатого ядра, области V4 и средней височной (MT) на визуально управляемые движения глаз. (1994) Визуальная неврология, 11, 229-241. P.H. Шиллер, Влияние повреждений зрительной кортикальной области V4 на распознавание трансформируемых объектов. (1995) Природа, 376, 342-344.
  9. ^ P.H. Шиллер, О специфичности нейронов и зрительных областей. (1996) Поведенческие исследования мозга, 76, 21-35. P.H. Шиллер, Прошлые и настоящие идеи о том, как мозг анализирует визуальную сцену. (1997) В: Кора головного мозга, Том 12: Экстрастриатная кора, К.С. Rockland, J.H. Каас и А. Петерс, ред., Пленум.
  10. ^ К. Ципсер, В.А.Ф. Ламме и П. Шиллер, Контекстная модуляция в первичной зрительной коре. (1996) Journal of Neuroscience, 16, 7376-7389.
  11. ^ ЭМ-М-М. Шнабель, Л. Кирхбергер, Э. van Beest, S. Mukherjee, A. Barsegyan, J.A.M. Lorteije, C. van der Togt, M.W.Selfsema и P.R. Roelfsema, Обработка прямой связи и обратной связи во время восприятия фигуры и фона у мышей. (2018) bioRxiv DOI: 10.1101 / 456459.
  12. ^ P.H. Шиллер и Э. Tehovnik, Посмотри, посмотри: как мозг двигает глазами. (2001) Прогресс в исследованиях мозга, 134, 127-142.
  13. ^ P.H. Шиллер и Э. Теховник, Визуальный протез. (2008) Восприятие, 37, 1529-1559. P.H. Шиллер, В. Слокум, М. Квак, Г.Л. Кендалл и Э.Дж. Теховник Э. Дж., Разработанные новые методы определяют размер и цвет пятен, которые видят обезьяны, когда стриарная кора (область V1) электрически стимулируется. (2011) Труды Национальной академии наук США 108, 17809-17814.
  14. ^ W.H. Боскинг, М. Beauchamp и D. Yoshor, Электрическая стимуляция зрительной коры: актуальность для развития зрительного кортикального протезирования. (2017) Ежегодный обзор Visual Science 3, 141–166. Видеть: «Звезды в твоих глазах, чтобы помочь слепым людям видеть»
  15. ^ P.H. Шиллер и Э. Теховник, Зрение и визуальная система. (2015) Oxford University Press, Нью-Йорк.

внешняя ссылка