Redefining sensorimotor mismatch selectivity in the visual cortex｜Cell Rep（2023）
Tomaso Muzzu, Aman B. Saleem
DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112098
Creative Commons Attribution (CC BY 4.0)
元論文：Feature selectivity can explain mismatch signals in mouse visual cortex｜Cell Rep（2021）
に対するコメントLocomotion-induced gain of visual responses cannot explain visuomotor mismatch responses in layer 2/3 of primary visual cortex | Cell Reports (2023)
に対するコメント
いわゆる予測誤差(Prediction Errors)には、大きく２通りの解釈があった
予測誤差なのかゲイン調節なのか
この記事の著者はGain modulation派
界隈で有名なGeorg B KellerはResidual error
ここでは予測符号化(Predictive Coding:PC)における誤差に対応
Georg B Kellerのラボからのコメントでは、新たな解析データを元にGain modulationではなく、Residual errorの方が実験データと整合性があると主張
これに対し、そもそも感覚運動ミスマッチ(Sensory-Motor Mismatch)の定義が異なるから説明できていないと主張
実験ではVR環境でマウスを走らせている
走行(locomotion)とVisual Flowの間でミスマッチを引き起こす
1. Closed loop環境で、たまにVisual Flowがピタッと止まる(CR)
マウスの走りと連動していたVisual Flowが突然止まる
2. open loop環境でたまにVisual Flowがピタッと止まる
2-a. マウスが走ってる時(OR)
2-b. マウスが止まっている時(OS)
Locomotion-induced gain of visual responses cannot explain visuomotor mismatch responses in layer 2/3 of primary visual cortex | Cell Reports (2023)：
感覚運動ミスマッチ(Sensory-Motor Mismatch) = (CR) - (OS)
しかし、これではマウスが走ることによる応答の変化を考慮していない
運動が感覚野(sensory cortex)の応答を変えるのは有名な話
Reflections of action in sensory cortex｜Curr Opin Neurobiol（2020）
本当にミスマッチを見たいのであれば、走っているという条件を揃えるべき
本論文では、感覚運動ミスマッチ(Sensory-Motor Mismatch) = (CR) - (OR)
この比較をしても違いが見られるのであれば、それは予測誤差(Prediction Errors)かもしれない
しかし、前の定義ですら10%程度の細胞しか予測誤差に応答していなかったので、新しい定義ではもっと少なくなるはず
Naa_tsure.iconCooperative thalamocortical circuit mechanism for sensory prediction errors | Nature (2024)は感覚運動ミスマッチ(Sensory-Motor Mismatch)とは少し異なるが、Gain modulationを支持している
しかし、これはどこか別の領域が予測誤差(Prediction Errors)を検知して、視床枕(Pulvinar)を介した脱抑制(Disinhibition)でGain modulationという話
つまり、運動によるGain modulationのほかに、予測誤差(Prediction Errors)(サプライズ(surprise)？)によるGain modulationの存在を示唆している気がする
Naa_tsure.iconこの新しい感覚運動ミスマッチ(Sensory-Motor Mismatch)の定義もあまり良くない気がする
1.も2.も基本的には使っている視覚刺激は同じ
変えているのは予測の形成に使われるであろう文脈(context)
自身の運動が環境と連動しているか否か
しかし、この論文が提案するようにCRとORを揃える必要があるが、Open loopの環境における運動とClosed loopの環境における運動は同じではないのでは？
というか、そもそもOpen loopの環境が不自然すぎる気もする
どちらかというと、予測ではなく刺激の方を変えるべきなのでは？
Cooperative thalamocortical circuit mechanism for sensory prediction errors | Nature (2024)では、場所と与える視覚刺激の対応関係を学習させた後で、視覚刺激を変えることで予測誤差(Prediction Errors)を誘導した
これは状態予測誤差(State Prediction Error)に近いが、感覚運動ミスマッチ(Sensory-Motor Mismatch)でも同様に刺激を変えた方が良いのでは？
VRでやるのであれば、まっすぐではなく左右にも動けるようにして、右回転とそれに連動するVRの変化を反転させればよい
A Sensorimotor Circuit in Mouse Cortex for Visual Flow Predictions | Neuron (2017)でGeorg B Kellerのラボはやってるはずなのに、なぜこれを使わなかったのだろうか？