視覚野
MT 野のニューロンの電気生理学的な特性を調べた最初の研究により、大部分の細胞が運動する視覚刺激の速度と方向にチューニングされていることが分かった 。このような結果は MT 野が視覚運動の処理に重要な役割を担っていることを示唆している。
MT 野の損傷による研究によっても、その運動知覚と眼球運動における役割は示されている。また、運動を知覚することが出来ず、世界が静的な"フレーム"の連続に感じられる患者の神経心理学的研究により、霊長類における MT 野のヒトにおけるホモログは V5 であると分かった。
しかし、V1 のニューロンも運動の方向や速度にチューニングされていることから、これらの初期の結果は、V1 では処理不可能な何を MT 野では処理可能なのかという問題をまだ解けてはいない。多くの研究によって、この領域が局所的な視覚運動信号を複雑な対象の大局的運動 (global motion) へと統合していることが分かった。 例えば V5 の損傷により、運動の知覚と複雑な刺激の処理に障害が起きる。V5 には複雑な視覚的特徴 (線の端やコーナーなど) の運動に選択的に応答する多くのニューロンがある。V5 にあるニューロンの微小刺激は動きの知覚に影響を及ぼす。例えば、上向きの運動に選択的に応答するニューロンを見つけて、電極により刺激したとき、ニューロンを刺激されたサルは上向きの運動をより多く報告しやすくなる。
MT 野で行われている計算の正確な形に関してはいまだに論争が存在する。そして、ある研究では、特徴の運動は V1 のような視覚野における低次の領域でも、実はすでに利用可能であるとしている 。
V4はマカクザルでは、有線外視覚皮質に存在する視覚野の一部である。V4 は V2 の前部に位置し、後下側頭野 (PIT) の後部に位置する。V4 は左右のV4d、V4vの4領域から成るとされ、さらに尾側と吻側の下位領域を加える者もいる。ヒトにおける V4 ホモログはまだ知られておらず、精査されている事柄である。
V4 は腹側皮質視覚路の3番目の領域で、V2 からの強いフィードフォワードな入力を受け, 後下側頭野 (PIT) へと強い結合を持つ。また V1 からの直接の入力をその中心部へ受けている。加えて、V5 と背側前月状回 (DP) へと弱い結合が存在する。
V4 は腹側皮質視覚路において強い注意による調節 (attentional modulation) を受ける最初の領域である。多くの研究では、選択的注意が V4 の発火頻度を20%変化させるとしている。モラン (Moran) とデシモーネ (Desimone) による、影響力の大きい論文は、このような効果を特徴付け、注意による効果は視覚野のどこにおいても見られることを明らかにした最初の論文である。
さらに、ヒトと、両眼視をする動物の、それぞれの V1 ニューロンは眼優位性を持ち、文字通り両眼のうちの片方に対しチューニングしている。V1 と一般的な一次感覚野のニューロンは似たチューニング特性を持つもので集まり、皮質コラムと呼ばれる構造を作る。デイヴィッド・ヒューベルとトルステン・ウィーセルは眼優位性と方位の2つのチューニング特性の皮質コラムについて古典的なモデル (the classic ice-cube organization model) を提唱した。しかし、このモデルは色や空間周波数などの、ニューロンがチューニングされる他の多くの特徴については適合しなかった。これら全ての V1 の皮質コラムの正確な構成は、最近の研究において、いまだにホットなトピックである。
現在では、V1 ニューロンの初期の応答は選択的な時空間フィルター (spatiotemporal filters) で構成されていると考えられている。空間次元では、V1 の機能は多くの空間的に局所的で複合的なフーリエ変換に似たものであると考えられる。理論的には、このようなフィルターは、空間周波数や方位、運動、運動方向、速度 (したがって、時間周波数も) やほかの多くの時空間的特徴について神経的な処理を行うことができる。