Простая клетка в первичной зрительной коре — это клетка, которая в первую очередь реагирует на ориентированные края и решетки (полосы определенной ориентации). Эти клетки были обнаружены Торстеном Визелем и Дэвидом Хьюбелом в конце 1950-х годов. [1]
Такие ячейки настроены на разные частоты и ориентации, даже с разными фазовыми соотношениями, возможно, для извлечения информации о несоответствии (глубине) и приписывания глубины обнаруженным линиям и краям. [2] Это может привести к трехмерному представлению «каркаса», используемому в компьютерной графике. Тот факт, что входные данные от левого и правого глаза очень близки в так называемых корковых гиперколонках, указывает на то, что глубинная обработка происходит на очень ранней стадии, помогая распознавать трехмерные объекты.
Позже было обнаружено много других клеток со специфическими функциями: (а) клетки с концевой остановкой, которые, как считается, обнаруживают особенности, такие как пересечения линий и ребер, вершины и окончания линий; б – стержневые и решетчатые ячейки . Последние не являются линейными операторами, потому что полосовая ячейка не реагирует, когда видит полосу, являющуюся частью периодической решетки, а ячейка решетки не реагирует, когда видит изолированную полосу.
Используя математическую модель Габора с синусоидальной и косинусоидальной компонентами (фазами), затем моделируются сложные ячейки путем вычисления модуля сложных откликов Габора. Как простые, так и сложные ячейки являются линейными операторами и рассматриваются как фильтры, поскольку они выборочно реагируют на большое количество шаблонов.
Однако было заявлено, что модель Габора не соответствует анатомической структуре зрительной системы, поскольку она сокращает LGN и использует 2D-изображение, проецируемое на сетчатку . Аззопарди и Петков [3] предложили вычислительную модель простой клетки, которая сочетает в себе ответы модельных клеток LGN с центрально-окружающими рецептивными полями (RF). Они называют это моделью комбинации RF (CORF). Помимо избирательности ориентации, он демонстрирует подавление перекрестной ориентации , контрастную инвариантную настройку ориентации и насыщение отклика. Эти свойства наблюдаются в реальных простых клетках, но не в модели Габора .. Используя смоделированную обратную корреляцию , они также демонстрируют, что RF - карта модели CORF может быть разделена на удлиненные возбуждающие и тормозные области, типичные для простых клеток.
Линдеберг [4] [5] вывел аксиоматически определенные модели простых клеток в терминах производных по направлениям аффинных ядер Гаусса по пространственной области в сочетании с временными производными либо некаузальных, либо причинно-временных масштабно-пространственных ядер по временной области. и показали, что обе эти теории приводят к предсказаниям о рецептивных полях с хорошим качественным согласием с измерениями биологических рецептивных полей, выполненными DeAngelis et al. [6] [7] и гарантирует хорошие теоретические свойства математической модели рецептивного поля, включая свойства ковариантности и инвариантности при естественных преобразованиях изображения. [8]