Una célula simple en la corteza visual primaria es una célula que responde principalmente a bordes y rejillas orientados (barras de orientaciones particulares). Estas células fueron descubiertas por Torsten Wiesel y David Hubel a finales de los años cincuenta. [1]
Estas células están sintonizadas con diferentes frecuencias y orientaciones, incluso con diferentes relaciones de fase, posiblemente para extraer información de disparidad (profundidad) y atribuir profundidad a las líneas y bordes detectados. [2] Esto puede dar como resultado una representación de 'estructura de alambre' 3D como la que se utiliza en los gráficos por computadora. El hecho de que la información procedente de los ojos izquierdo y derecho sea muy cercana en las llamadas hipercolumnas corticales es una indicación de que el procesamiento profundo se produce en una etapa muy temprana, lo que ayuda al reconocimiento de objetos 3D.
Posteriormente, se descubrieron muchas otras células con funciones específicas: (a) células terminadas que se cree que detectan singularidades como cruces de líneas y bordes, vértices y finales de líneas; (b) celdas de barras y rejillas . Estos últimos no son operadores lineales porque una celda de barra no responde cuando ve una barra que forma parte de una rejilla periódica, y una celda de rejilla no responde cuando ve una barra aislada.
Utilizando el modelo matemático de Gabor con componentes (fases) de seno y coseno, luego se modelan células complejas calculando el módulo de respuestas complejas de Gabor. Tanto las celdas simples como las complejas son operadores lineales y se consideran filtros porque responden selectivamente a una gran cantidad de patrones.
Sin embargo, se ha afirmado que el modelo de Gabor no se ajusta a la estructura anatómica del sistema visual, ya que acorta el NGL y utiliza la imagen 2D tal como se proyecta en la retina . Azzopardi y Petkov [3] han propuesto un modelo computacional de una célula simple, que combina las respuestas de las células modelo LGN con campos receptivos (RF) envolventes centrales . Lo llaman modelo de Combinación de RF (CORF). Además de la selectividad de orientación, exhibe supresión de orientación cruzada , ajuste de orientación invariante de contraste y saturación de respuesta. Estas propiedades se observan en células simples reales pero no las posee el modelo de Gabor . Utilizando correlación inversa simulada, también demuestran que el mapa de RF del modelo CORF se puede dividir en regiones excitadoras e inhibidoras alargadas típicas de células simples.
Lindeberg [4] [5] ha derivado modelos determinados axiomáticamente de células simples en términos de derivados direccionales de núcleos gaussianos afines en el dominio espacial en combinación con derivados temporales de núcleos de escala-espacio no causales o causales en el tiempo en el dominio temporal. y demostró que esta teoría conduce a predicciones sobre los campos receptivos con buena concordancia cualitativa con las mediciones del campo receptivo biológico realizadas por DeAngelis et al. [6] [7] y garantiza buenas propiedades teóricas del modelo matemático de campo receptivo, incluidas las propiedades de covarianza e invarianza bajo transformaciones de imágenes naturales. [8] [9]
Estas células fueron descubiertas por Torsten Wiesel y David Hubel a finales de los años cincuenta. [10]
Hubel y Wiesel llamaron a estas células "simples", en contraposición a " células complejas ", porque compartían las propiedades: [11]
Algunos otros investigadores, como Peter Bishop y Peter Schiller, utilizaron definiciones diferentes para células simples y complejas. [12]