Питер Х. Шиллер (5 мая 1931 года в Берлине) - почетный профессор нейробиологии факультета мозговых и когнитивных наук Массачусетского технологического института (MIT). Он хорошо известен своей работой по поведенческим, нейрофизиологическим и фармакологическим исследованиям зрительной и глазодвигательной систем приматов. [1]
Питер Х. Шиллер | |
---|---|
Родившийся | Питер Х. Шиллер Май 1931 г. (90 лет) Берлин, Германия |
Национальность | Соединенные Штаты Америки |
Альма-матер | Duke University (BA) Университет Кларка (MA, PhD) |
Занятие | Нейрофизиолог |
Жизнь и карьера
Шиллер родился в 1931 году в Берлине, Германия (его отцом был гештальт-психолог Пауль фон Шиллер). Его семья переехала в Будапешт в 1934 году, затем в Соединенные Штаты в 1948 году, где он сейчас живет как натурализованный американский гражданин . После окончания Университета Дьюка (1955 г.) и службы в армии США (в Германии, 1955-1957 гг.) Он поступил в аспирантуру Университета Кларка (1959 г.), где получил докторскую степень, защитив диссертацию по визуальной маскировке и метаконтрасту. , [2] прежде, чем принять приглашение Ханса-Лукаса Тойбера работать на факультете психологии Массачусетского технологического института (1962 г.). С тех пор он живет в Ньютоне , Массачусетс.
Более 40 лет Шиллер был сотрудником факультета Массачусетского технологического института. Он подготовил более 20 докторантов и докторантов, среди которых Ларри Сквайр , Майкл Страйкер , Макс Сайнадер , Джон Х.Р. Маунселл и Никос Логотетис . [1]
Почести
Профессиональные услуги
- Секция исследования экспериментальной психологии Национального института здоровья, 1973-1977 гг.
- Исследовательская секция B NIH Visual Sciences, 1982-1986 гг.
- Редакционная коллегия журнала нейрофизиологии , 1983–1989 гг.
- Редакционный совет Vision Research , 1987–1990 гг.
- Редакционная коллегия журнала Visual Neuroscience , 1992–1997 гг.
- Организатор многочисленных симпозиумов, в том числе для IBRO , Society for Neuroscience (SFN), ARVO, WBC, Vision Sciences Society (VSS).
Гранты
Постоянное финансирование от
Исследовать
Исследования по контролю движения глаз
Путем регистрации глазодвигательных нейронов в верхних бугорках и лобных полях глаза бдительной макаки-резус, а также проведения экспериментов по поражению и электростимуляции в этих областях Шиллер идентифицировал и охарактеризовал два параллельных нервных пути, участвующих в генерации визуально управляемой саккадической движения глаз . [3] Верхний бугорок, который является подкорковым, получает визуальный сигнал от сетчатки и зрительной коры в своих верхних слоях и содержит нейроны в своих 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 стволе мозга , помогают выбирать цели в визуальной сцене, на которые должны быть направлены глаза. Основным результатом этой работы является то, что верхний холмик 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, происходящие с латентностью менее 100 мс. [5] Считается, что задний канал, зрительная кора через верхний бугорок, опосредует экспрессию саккад, в то время как передний канал, который включает в себя лобные поля глаза, важен для выбора цели.
Исследования зрения и зрительного восприятия
В серии уже ставших классикой исследований Шиллер охарактеризовал функции двух наборов параллельных проводящих путей в зрительной системе: проходящих и внепроводных путей, а также путей карлика и зонтика. Введя в глаз 2-амино-4-фосфонобутират (APB), он смог обратимо инактивировать ON-ретинальный путь и продемонстрировать, что On- и Off-пути остаются отделенными от сетчатки до полосатой коры. [6] Поведенческие исследования установили, что после блокирования пути On-path животные больше не реагировали на световые импульсы. Центральная идея, которая возникла в результате этой работы, заключается в том, что существуют определенные нейронные схемы для восприятия яркости и темноты, идея, впервые предложенная Эвальдом Герингом в 19 веке, а затем Ричардом Юнгом.
Шиллер также обнаружил, что сверхмалый канал (или парвоцеллюлярная система) играет центральную роль в области длины волны и пространственных областях: цветовое зрение , высокочастотная форма, форма, восприятие текстуры и точный стереоскопический вид . [7] Для сравнения, канал зонтика (или магнитоклеточная система) играет важную роль во временной области: низкий контраст, высокая скорость движения, параллакс движения и восприятие мерцания. Исследования повреждений Шиллера установили, что эта функциональная сегрегация имеет тенденцию уменьшаться, когда 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 в зрительной коре 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 стимула. [9] Вместе с Карлом Ципсером и Виктором Ламме он обнаружил, что контекст стимула, выходящий далеко за рамки классического рецептивного поля, может модулировать реакцию на центр. [10] Эти данные были подтверждены не только на приматах, но и на других млекопитающих. [11]
Кортикальный протез, помогающий слепым "видеть"
Работа Шиллера вызвала новый интерес к разработке зрительно-кортикальных протезов для слепых . Проводя эксперименты по электростимуляции с Эдвардом Теховником в 2001 году, Шиллер заметил, что если он подает электрические импульсы в зрительную кору, в то время как животное планирует движение глаза в зрительное рецептивное поле исследуемых клеток, он может смещать выполнение саккады и даже вызывать саккадические движения глаз в зрительное рецептивное поле с использованием токов менее 50 мкА. [12] Используя такие слабые токи в сочетании с визуальной психофизикой, он смог оценить размер, контраст и цвет фосфенов, вызванных зрительной корой головного мозга обезьян. [13] Это направление работы в настоящее время используется для оценки визуальных протезов, которые в конечном итоге могут привести к созданию функциональных зрительных протезов для слепых. [14]
Учебник
В 2015 годе Петр Шиллер вместе с его соавтором, Эдвард Tehovnik, опубликовал учебник ( зрение и зрительную систему ) , которая подвела итог его работы в контексте основных открытий на приматах зрительной системы в период с 1970 по 2015 год [15] Эта книга предоставляет 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
- ^ a b См. как 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.
- ^ Шиллер PH, Моноптическая и дихоптическая визуальная маскировка узорами и вспышками. (1965) Журнал экспериментальной психологии, 69 , 193–199; PH Schiller, Поведенческие и электрофизиологические исследования визуальной маскировки. (1969) В: Симпозиум по обработке информации в нервной системе , изд. К. Н. Лейбовича, Springer-Verlag, стр. 141-165.
- ^ Э. Бицци и PH Шиллер, Единичная активность в лобных полях глаз обезьян без анестезии во время движения головы и глаз. (1970) Experimental Brain Research, 10 , 151-158. PH Schiller и F. Körner, Характеристики разряда отдельных единиц в верхнем холмике настороженной макаки-резуса. (1971) Journal of Neurophysiology, 34 , 920-934. Шиллер PH, Роль верхних бугорков обезьяны в движении глаз и зрении. (1972) Исследовательская офтальмология, 2 , 451-460. Шиллер PH и М. Страйкер, Единичная запись и стимуляция в верхнем холмике бодрствующей обезьяны-резуса. (1972) Journal of Neurophysiology, 35 , 915-924. М. П. Страйкер и П. Г. Шиллер, Движения глаз и головы, вызванные электростимуляцией верхних холмиков обезьяны. (1975) Experimental Brain Research, 23 , 103-112. PH Schiller, SD True и JL Conway, Влияние абляции лобного поля глаза и верхних колликулюсов на движение глаз. (1979) Science, 206 , 590-592. PH Schiller, SD True и JL Conway, Дефицит движений глаз после абляции лобного поля глаза и верхних колликулусов. (1980) Journal of Neurophysiology, 44 , 1175-1189. PH Schiller и JH Sandell, Взаимодействие между визуально и электрически вызванными саккадами до и после абляции верхнего бугорка и лобного поля глаза у макаки-резуса. (1983) Experimental Brain Research, 49 , 381-392.
- ^ PH Schiller и EJ Tehovnik, Посмотрите и посмотрите: как мозг двигает глазами. (2001) Progress in Brain Research, 134 , 127-142. PH Schiller и EJ Tehovnik, Нейронные механизмы, лежащие в основе выбора цели с саккадическими движениями глаз. (2005) Progress in Brain Research, 149 , 157-171.
- ^ PH Schiller, JH Sandell и JHR Maunsell, Влияние лобного поля глаза и поражений верхних колликулюсов на саккадические латентности у макак-резусов. (1987) Journal of Neurophysiology, 57 , 1033-1049.
- ^ Шиллер PH, Центральные связи сетчатки пути ВКЛ и ВЫКЛ. (1982) Nature, 297 , 580-583. PH Schiller, Связь путей включения и выключения сетчатки с латеральным коленчатым ядром обезьяны. (1984) Vision Research, 24 , 923-932. PH Schiller, JH Sandell и JHR Maunsell, Функции ВКЛ и ВЫКЛ каналов зрительной системы. (1986) Nature, 322 , 824-825. Р.П. Долан и П.Х. Шиллер, Влияние блокады ON-канала с помощью 2-амино-4-фосфонобутирата (APB) на яркость и восприятие контраста у обезьян. (1994) Визуальная неврология, 11 , 23-32. PH Schiller, ON и OFF каналы зрительной системы млекопитающих. (1995) В: Progress in Retinal and Eye Research , Vol 15, No. 1, NN Osborne and GJ Chader, eds., Pergamon Press.
- ^ NK Logothetis, PH Schiller, ER Charles и AC Hurlbert, Восприятие дефицита и активности цветового оппонента и широкополосных путей при изолированности. (1990) Science, 247 , 214-217. PH Schiller и NK Logothetis, Цветовой оппонент и широкополосные каналы зрительной системы приматов. (1990) Trends in Neurosciences, 13 , 392-398. PH Schiller, NK Logothetis и ER Charles, Функции цветового оппонента и широкополосные каналы зрительной системы. (1990) Nature, 343, 68-70. PH Schiller, NK Logothetis и ER Charles, Роль оппонента цвета и широкополосных каналов в видении. (1990) Visual Neuroscience, 5 , 321-346.
- ^ Шиллер PH и К. Ли, Роль экстрастриарной области V4 приматов в зрении. (1991) Science, 251 , 1251-1253. PH Schiller, Влияние повреждений V4 и средней височной (MT) области на зрительную способность у макаки-резуса. (1993) Visual Neuroscience, 10 , 717-746. PH Schiller и K. Lee, Влияние поражений латерального коленчатого ядра, области V4 и средней височной (MT) на визуально управляемые движения глаз. (1994) Visual Neuroscience, 11 , 229-241. Шиллер PH, Влияние повреждений зрительной кортикальной области V4 на распознавание преобразованных объектов. (1995) Nature, 376 , 342-344.
- ^ Шиллер PH, О специфичности нейронов и зрительных областей. (1996) Behavioral Brain Research, 76 , 21-35. PH Schiller, Прошлые и настоящие идеи о том, как мозг анализирует визуальную сцену. (1997) В: Cerebral Cortex , Vol 12: Extrastriate Cortex , KS Rockland, JH Kaas and A. Peters, eds., Plenum.
- ^ K. Zipser, VAF Lamme и PH Schiller, Контекстная модуляция в первичной зрительной коре. (1996) Journal of Neuroscience, 16, 7376-7389.
- ^ UH Schnabel, L. Kirchberger, EH van Beest, S. Mukherjee, A. Barsegyan, JAM Lorteije, C. van der Togt, MW Self и PR Roelfsema, Обработка прямой связи и обратной связи во время восприятия фигуры и фона у мышей. (2018) bioRxiv DOI: 10.1101 / 456459.
- ^ PH Schiller и EJ Tehovnik, Посмотрите и посмотрите: как мозг двигает глазами. (2001) Progress in Brain Research, 134 , 127-142.
- ^ PH Schiller и EJ Tehovnik, Визуальный протез. (2008) Perception, 37 , 1529-1559. PH Schiller, WM Slocum, MC Kwak, GL Kendall и EJ Tehovnik EJ, Разработанные новые методы определяют размер и цвет пятен, которые видят обезьяны, когда полосатая кора (область V1) электрически стимулируется. (2011) Proceedings of the National Academy of Sciences USA 108, 17809-17814.
- ^ WH Bosking, MS Beauchamp и Д. Йошор, Электрическая стимуляция зрительной коры: актуальность для развития зрительного кортикального протезирования. (2017) Annual Review of Visual Science 3 , 141–166. См .: «Звезды в ваших глазах, чтобы помочь слепым людям видеть»
- ^ Шиллер PH и EJ Теховник, Зрение и визуальная система. (2015) Oxford University Press, Нью-Йорк.
Внешние ссылки
- Профиль Питера Х. Шиллера (PNAS)
- Шиллер выбран для получения награды Vision Sciences (BrandeisNow)