<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
</head>
<body style="overflow-wrap: break-word; -webkit-nbsp-mode: space; line-break: after-white-space;">
Hi Jorge and all,
<div><br>
<div>I think this is really deep question - is retinotopy there just because of anatomical connections or does it serve a functional purpose in vision?</div>
<div><br>
</div>
<div>My lab has been thinking about this for a very long time and I think there is accumulating evidence for the latter.</div>
<div><br>
</div>
<div>One of my favorite papers on this topic is a review by Brian Wandell and Jon Winawer on  <font size="2" style="caret-color: rgb(33, 33, 33);"><a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364661315000704?via=ihub">Computational neuroimaging
 and population receptive fields</a> (TICs 2015)</font></div>
<div><font size="2" style="caret-color: rgb(33, 33, 33);"><br>
</font></div>
<div>As mentioned by Tomas Knappen: Rafi Malach, Ifat Levy and Uri Hasson proposed <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364661302018703?via=ihub">Eccentricity Bias Theory</a> (TICs 2002), and recent evidence  from several of Marge Livingstone’s
 elegant developmental studies especially with Mike Arcaro suggest that eccentricity bias is present in infancy and scaffolds the development of higher level function, see their <a href="https://www.nature.com/articles/s41583-021-00490-4">recent NRN 2021 review</a>. </div>
<div><br>
</div>
<div>
<div><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);">In several studies over a decade my lab has shown that computations by populations receptive fields (pRFs) in high level visual areas in the ventral stream and how they cover the visual field has
 behavioral consequences. </span></font><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);">Put another way, the</span></font><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33); font-size: small;"> population code by pRFs spanning a visual region determines where
 in the visual field that region integrates information from. This  has big consequences on how people process visual information on faces and words where one needs to integrate across the entire item -  referred to as holistic perception, s</span><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);">ee
 related review by </span></font><a href="https://doi.org/10.3389/fnhum.2010.00225">Bruno Rossion and colleagues (2011)</a></div>
</div>
<div><br>
</div>
<div>Here is some of the empirical evidence</div>
<div><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);">- attention shifts and changes the size of the pRFs in intermediate retinoptic visual areas (E.g. hV4) and high-level visual areas (e.g. face-selective areas); consequently, the population code
 has increase visual acuity to the attended item in the periphery </span></font><a href="https://www.cell.com/current-biology/pdf/S0960-9822(14)01653-4.pdf">(Kay, Current Biology 2015)</a><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);">. For dorsal
 stream see  </span></font><a href="https://www.nature.com/articles/nn.3574">Sprague & Serences, Nature Neuroscience 2013</a></div>
<div><br>
</div>
<div>
<div><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);">- pRFs in ventral face-selective regions are smaller and shifted downwards for inverted than upright faces; and putting faces in the locations where pRFs of inverted faces cover the visual field
 diminishes the face inversion effect (</span></font><a href="https://www.nature.com/articles/s41467-021-22524-2">Poltoraski, Nature Communications 2021</a><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);">); </span></font></div>
<div><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);"><br>
</span></font></div>
<div><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);">-Smaller pRFs in face-selective regions of congential/developmental prosopagnosics contribute to deficits in face recognition (</span></font><a href="https://www.biorxiv.org/content/10.1101/051102.abstract">Witthoft,
 bioRxiv 2016</a><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);">)</span></font></div>
</div>
<div><br>
</div>
<div>- pRFs in face and word selective regions are larger and more foveal in adults than children, which predicts different fixation patterns across age groups (<a href="https://www.nature.com/articles/s41467-018-03166-3">Gomez Nature Comms 2018</a>).  This
 result is interesting as in school age children retinotopic maps in early visual areas are mature which suggest that prolonged visual experience during childhood further shapes pRFs in higher level areas.</div>
<div><br>
</div>
<div>- A new paper  by Himmelberg and colleagues (<a href="https://www.nature.com/articles/s41467-023-37280-8">Nature Comms 2023</a>) shows that even in V1 the distribution of pRFs across the vertical meridian develops during childhood: adults but not children
 have a lower vs. upper meridian bias in V1.</div>
<div><br>
</div>
<div>Hope this helps!</div>
<div>kalanit</div>
<div><br>
</div>
<div><font size="2"><span style="caret-color: rgb(33, 33, 33);"><br>
</span></font></div>
<div><br>
</div>
<div><br>
</div>
<div>
<div>
<blockquote type="cite">
<div>On Sep 28, 2023, at 3:27 AM, Peter Neri <neri.peter@googlemail.com> wrote:</div>
<br class="Apple-interchange-newline">
<div>
<div dir="ltr">
<div>also relevant to this discussion, and to some of Andrew's comments:</div>
<div><br>
</div>
<div><a href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29249282/">https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29249282/</a>
<br>
</div>
<div>
<div class="gmail-article-citation">
<div class="gmail-article-source">
<div class="gmail-journal-actions gmail-dropdown-block"><button id="gmail-full-view-journal-trigger" class="gmail-journal-actions-trigger gmail-trigger" title="Neuron" tabindex="0" aria-controls="full-view-journal" aria-expanded="false" aria-label="Toggle dropdown menu for journal Neuron">
</button></div>
<span class="gmail-period">. </span><span class="gmail-cit">2018 Jan 3;97(1):164-180.e7.</span>
</div>
<span class="gmail-citation-doi">doi: 10.1016/j.neuron.2017.11.017. </span><span class="gmail-secondary-date">Epub 2017 Dec 14.
</span></div>
<h1 class="gmail-heading-title">Spatial Information in a Non-retinotopic Visual Cortex
</h1>
<div class="gmail-inline-authors">
<div class="gmail-authors">
<div class="gmail-authors-list"><span class="gmail-authors-list-item"><a class="gmail-full-name" href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=Fournier+J&cauthor_id=29249282">Julien Fournier</a><sup class="gmail-affiliation-links"><span class="gmail-author-sup-separator"> </span><a class="gmail-affiliation-link" title="Max Planck Institute for Brain Research, Department of Neural Systems, Max von Laue Str 4, 60438 Frankfurt am Main, Germany." href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29249282/#full-view-affiliation-1">
 1 </a></sup><span class="gmail-comma">, </span></span><span class="gmail-authors-list-item"><a class="gmail-full-name" href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=M%C3%BCller+CM&cauthor_id=29249282">Christian M Müller</a><sup class="gmail-affiliation-links"><span class="gmail-author-sup-separator"> </span><a class="gmail-affiliation-link" title="Max Planck Institute for Brain Research, Department of Neural Systems, Max von Laue Str 4, 60438 Frankfurt am Main, Germany." href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29249282/#full-view-affiliation-1">
 1 </a></sup><span class="gmail-comma">, </span></span><span class="gmail-authors-list-item"><a class="gmail-full-name" href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=Schneider+I&cauthor_id=29249282">Ingmar Schneider</a><sup class="gmail-affiliation-links"><span class="gmail-author-sup-separator"> </span><a class="gmail-affiliation-link" title="Max Planck Institute for Brain Research, Department of Neural Systems, Max von Laue Str 4, 60438 Frankfurt am Main, Germany." href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29249282/#full-view-affiliation-1">
 1 </a></sup><span class="gmail-comma">, </span></span><span class="gmail-authors-list-item"><a class="gmail-full-name" href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=Laurent+G&cauthor_id=29249282">Gilles Laurent</a><sup class="gmail-affiliation-links"><span class="gmail-author-sup-separator"> </span><a class="gmail-affiliation-link" title="Max Planck Institute for Brain Research, Department of Neural Systems, Max von Laue Str 4, 60438 Frankfurt am Main, Germany. Electronic address: gilles.laurent@brain.mpg.de." href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29249282/#full-view-affiliation-2">
 2 </a></sup></span></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
<br>
<div class="gmail_quote">
<div dir="ltr" class="gmail_attr">On Wed, Sep 27, 2023 at 10:26 PM Andrew Parker <<a href="mailto:andrew.parker@dpag.ox.ac.uk">andrew.parker@dpag.ox.ac.uk</a>> wrote:<br>
</div>
<blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left:1px solid rgb(204,204,204);padding-left:1ex">
<div>
<p class="MsoNormal" style="font-size:medium"><span lang="EN-GB">Nice to have the challenge: here are a few remarks.<u></u><u></u></span></p>
<div style="font-size: medium;"><span lang="EN-GB"> </span><br class="webkit-block-placeholder">
</div>
<p><span lang="EN-GB">1)<span style="font-style:normal;font-variant-caps:normal;font-stretch:normal;font-size:7pt;line-height:normal;font-family:"Times New Roman";font-size-adjust:none;font-kerning:auto;font-variant-alternates:normal;font-variant-ligatures:normal;font-variant-numeric:normal;font-variant-east-asian:normal;font-feature-settings:normal">    </span></span><span lang="EN-GB">Retinotopy
 is probably efficient but not essential for visual processing. The only relationships that matter in the nervous system are the connections between nerve cells. So, the idea that retinotopy is important because the cortical representation is a distorted replica
 of the retinal image is surely for the birds. We might as well worry that the image of the world is “upside down” on the visual cortex, an issue that used to present problems but now poses us no problems at all nowadays.<u></u><u></u></span></p>
<p><span lang="EN-GB">2)<span style="font-style:normal;font-variant-caps:normal;font-stretch:normal;font-size:7pt;line-height:normal;font-family:"Times New Roman";font-size-adjust:none;font-kerning:auto;font-variant-alternates:normal;font-variant-ligatures:normal;font-variant-numeric:normal;font-variant-east-asian:normal;font-feature-settings:normal">    </span></span><span lang="EN-GB">Retinotopy
 arises in part because that’s how the nervous system builds itself, as it does for other sensory systems. Several constraints arise from the principle of “fire together, wire together”. But there are other factors related to contact molecules (ephrins) in
 visual development. These matters bite before visual input to the cortex really gets going. So, by the time vision truly arrives, the system is already topographic, if not fully retinotopic.<u></u><u></u></span></p>
<p><span lang="EN-GB">3)<span style="font-style:normal;font-variant-caps:normal;font-stretch:normal;font-size:7pt;line-height:normal;font-family:"Times New Roman";font-size-adjust:none;font-kerning:auto;font-variant-alternates:normal;font-variant-ligatures:normal;font-variant-numeric:normal;font-variant-east-asian:normal;font-feature-settings:normal">    </span></span><span lang="EN-GB">For
 humans, alignment of retinotopy for left and right eyes is critical. It really looks as if part of amblyopia is due to the “scrambling” of the retinotopy of one eye in its mapping onto the cortex. A powerful piece of evidence here are the reports of spatial
 distortions in geometric figures when viewed by the amblyopic eye, as compared with viewing by the fellow eye. Stereo-depth from binocularity will of course fail if the mapping is not correct. Contrariwise, in animals like mice, with limited binocular visual
 fields, retinotopy marches on across the cortex regardless of engagement from the other eye.<u></u><u></u></span></p>
<p><span lang="EN-GB">4)<span style="font-style:normal;font-variant-caps:normal;font-stretch:normal;font-size:7pt;line-height:normal;font-family:"Times New Roman";font-size-adjust:none;font-kerning:auto;font-variant-alternates:normal;font-variant-ligatures:normal;font-variant-numeric:normal;font-variant-east-asian:normal;font-feature-settings:normal">    </span></span><span lang="EN-GB">There’s
 another point about binocular retinotopic mapping, which is that it is really hard to see how stereo could ever develop without going through the alignment of two monocular retinotopic maps. It’s not impossible, but binocular alignment of retinotopy provides
 a simple developmental mechanism that enables stereo through a controlled, local mismatching of inputs from left and right eyes. This is a sort of counter-argument to point 1 above, but the issue with stereo is that it depends on the relationship of left and
 right eye retinotopies, not just the existence of retinotopic maps for each eye taken alone.<u></u><u></u></span></p>
<p><span lang="EN-GB">5)<span style="font-style:normal;font-variant-caps:normal;font-stretch:normal;font-size:7pt;line-height:normal;font-family:"Times New Roman";font-size-adjust:none;font-kerning:auto;font-variant-alternates:normal;font-variant-ligatures:normal;font-variant-numeric:normal;font-variant-east-asian:normal;font-feature-settings:normal">    </span></span><span lang="EN-GB">There
 are some properties of perception that are hard to explain with retinotopic maps. One example is perception of symmetry, which may involve matching of corresponding points that are separated by many millimeters of cortical distance, at least in V1.<u></u><u></u></span></p>
<p><span lang="EN-GB">6)<span style="font-style:normal;font-variant-caps:normal;font-stretch:normal;font-size:7pt;line-height:normal;font-family:"Times New Roman";font-size-adjust:none;font-kerning:auto;font-variant-alternates:normal;font-variant-ligatures:normal;font-variant-numeric:normal;font-variant-east-asian:normal;font-feature-settings:normal">    </span></span><span lang="EN-GB">For
 many of the spatial relationships that we need to process computationally from the visual inputs, near-neighbour relationships are dominant. Thus, the nervous system can save on economy of wiring by setting things up on a retinotopic basis. The saving is more
 than just the cost of building connections with “long wires”, because, in long-term use, long wires also cost more metabolic energy, as there are more sodium pumps to be maintained along each mm of wire length.<u></u><u></u></span></p>
<p><span lang="EN-GB">7)<span style="font-style:normal;font-variant-caps:normal;font-stretch:normal;font-size:7pt;line-height:normal;font-family:"Times New Roman";font-size-adjust:none;font-kerning:auto;font-variant-alternates:normal;font-variant-ligatures:normal;font-variant-numeric:normal;font-variant-east-asian:normal;font-feature-settings:normal">    </span></span><span lang="EN-GB">For
 some developmental cases, the topography becomes substantially rearranged without complete loss of spatial visual performance. A recent example is <a href="https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.0809688106" target="_blank">https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.0809688106</a>,
 which is interesting, particularly because it involves a very early deficit at the cortical level.  Another example to consider is the rearrangement of visual projections in albino individuals. In both these cases, the details of the topography are different
 from typical human patters, but nonetheless basic spatial function of visuo-motor responses are preserved and geometrically correct.<u></u><u></u></span></p>
<div style="font-size: medium;"><span lang="EN-GB"> </span><br class="webkit-block-placeholder">
</div>
<div style="font-size: medium;"><span lang="EN-GB"> </span><br class="webkit-block-placeholder">
</div>
<p class="MsoNormal" style="font-size:medium"><span lang="EN-GB">There’s a nice discussion of a number of these points in <u></u><u></u></span></p>
<p class="MsoNormal" style="font-size:medium">Kremkow J, Alonso JM. Thalamocortical Circuits and Functional Architecture. Annu Rev Vis Sci. 2018 Sep 15;4:263-285. doi: 10.1146/annurev-vision-091517-034122. Epub 2018 Jun 1. PMID: 29856937; PMCID: PMC7525828.<u></u><u></u></p>
<p class="MsoNormal" style="font-size:medium"><br>
</p>
<p class="MsoNormal" style="font-size:medium">Andrew</p>
<div><br>
<blockquote type="cite">
<div>On 27. Sep 2023, at 17:34, Paul Linton <<a href="mailto:paul.linton@columbia.edu" target="_blank">paul.linton@columbia.edu</a>> wrote:</div>
<br>
<div>
<div style="overflow-wrap: break-word;">
<div>Hi Jorge, </div>
<div><br>
</div>
<div>Echoing Tomas Knapen's excellent discussion (and work!), you might also be interested in the discussion in:</div>
<div><br>
</div>
<div>Linton, P. (2021), ‘V1 as an Egocentric Cognitive Map’, <i>Neuroscience of Consciousness</i><span style="font-style:normal">, 2021(2), 17:</span></div>
<div><a href="https://academic.oup.com/nc/article/2021/2/niab017/6369785" target="_blank">https://academic.oup.com/nc/article/2021/2/niab017/6369785</a> </div>
<div><br>
</div>
<div>Thanks so much, </div>
<div><br>
</div>
<div>Paul</div>
<div><br>
</div>
<div><br>
<blockquote type="cite">
<div>On 26 Sep 2023, at 16:15, Tomas Knapen <<a href="mailto:tknapen@gmail.com" target="_blank">tknapen@gmail.com</a>> wrote:</div>
<br>
<div>
<div>
<div dir="auto">
<div>Hi Jorge,</div>
<div><br>
</div>
<div>We recently wrote a review about exactly this issue, prompted by a slew of recent studies showing coding of visual space throughout the brain (1). This builds on many ideas, also from the ones you’re citing. I personally love Koenderink earlier work on
 this subject too (2).</div>
<div><br>
</div>
<div>Interesting directions (again, personal opinion) are how different regions have specific biases in the representation of visual space, like in Uri Hasson’s earlier work (3). And, recent ideas by Mike Arcaro and Marge Livingstone about how different sensory
 topographies relate to one another (4). </div>
<div><br>
</div>
<div>Hope this helps, would love to discuss more.</div>
<div><br>
</div>
<div>Tomas</div>
<div><br>
</div>
<div><br>
</div>
<div><br>
</div>
<div>
<div><span>1.</span><span>Groen, I. I. A., Dekker, T. M., Knapen, T. & Silson, E. H. Visuospatial coding as ubiquitous scaffolding for human cognition. <i>Trends Cogn Sci</i> (2021) doi:10.1016/j.tics.2021.10.011.</span></div>
<div><span>2.</span><span>Koenderink, J. J. The brain a geometry engine. <i>Psychological Res</i> <b>52</b>, 122–127 (1990).</span></div>
<div><span>3.</span><span>Hasson, U., Levy, I., Behrmann, M., Hendler, T. & Malach, R. Eccentricity Bias as an Organizing Principle for Human High-Order Object Areas. <i>Neuron</i> <b>34</b>, 479–490 (2002).</span></div>
<div><span>4.</span><span>Arcaro, M. J. & Livingstone, M. S. On the relationship between maps and domains in inferotemporal cortex. <i>Nat Rev Neurosci</i> <b>22</b>, 573–583 (2021).</span></div>
<br>
</div>
<br id="m_-3109120485090397691lineBreakAtBeginningOfSignature">
<div dir="ltr"><br>
</div>
<div dir="ltr">
<blockquote type="cite">On 26 Sep 2023, at 20:23, Jorge Almeida <<a href="mailto:jorgecbalmeida@gmail.com" target="_blank">jorgecbalmeida@gmail.com</a>> wrote:<br>
<br>
</blockquote>
</div>
<blockquote type="cite">
<div dir="ltr">
<div dir="ltr">Just some context that I should have given (sorry!!!). This comes from 1) the beautiful discussions on the functional role of retinotopy for instance between people like Jon Kaas and others (e.g., "Kaas, J (1997). Topographic maps are fundamental
 to sensory processing. Brain Research Bulletin, 44(2), 107-112. vs. Weinberg, R. (1997). Are topographic maps fundamental to sensory processing?  Brain Research Bulletin, 44(2), 113-116.); and 2) trying to understand how, in general, topographic maps such
 as retinotopy can be important functionally (and not just neurally) and can guide our understanding of how the mind works (at different levels of abstraction). Thank you all so much!
<div>jorge almeida</div>
</div>
<br>
<div class="gmail_quote">
<div dir="ltr" class="gmail_attr">On Mon, Sep 25, 2023 at 11:51 PM Jorge Almeida <<a href="mailto:jorgecbalmeida@gmail.com" target="_blank">jorgecbalmeida@gmail.com</a>> wrote:<br>
</div>
<blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left:1px solid rgb(204,204,204);padding-left:1ex">
<div dir="auto">Dear all,
<div dir="auto"><br>
</div>
<div dir="auto">I was wondering if some of you can point me to a set of papers (or just send out some ideas) on whether and how the fact that we show that visual cortex is organized in a retinotipic map (or tonotopy in auditory cortex) is important in understanding
 how vision works/the brain allows for visual processes.</div>
<div dir="auto"><br>
</div>
<div dir="auto">That is, is there a function for retinotopy as it comes to vision? How does showing retinotopic maps tell us anything about how vision works (mostly we focus on things like reducing connections and thus saving energy)? How does it impact visual
 processing? What have we learnt about visual cognition from retinotopy? Perhaps even, are there visual effects that are a consequence of retinotopy?</div>
<div dir="auto"><br>
</div>
<div dir="auto">Sorry if the formulation of the question is not super clear and thanks in advance!</div>
<div dir="auto"><br>
</div>
<div dir="auto">Jorge Almeida</div>
</div>
</blockquote>
</div>
<span>_______________________________________________</span><br>
<span>visionlist mailing list</span><br>
<span><a href="mailto:visionlist@visionscience.com" target="_blank">visionlist@visionscience.com</a></span><br>
<span><a href="http://visionscience.com/mailman/listinfo/visionlist_visionscience.com" target="_blank">http://visionscience.com/mailman/listinfo/visionlist_visionscience.com</a></span><br>
</div>
</blockquote>
</div>
</div>
_______________________________________________<br>
visionlist mailing list<br>
<a href="mailto:visionlist@visionscience.com" target="_blank">visionlist@visionscience.com</a><br>
<a href="http://visionscience.com/mailman/listinfo/visionlist_visionscience.com" target="_blank">http://visionscience.com/mailman/listinfo/visionlist_visionscience.com</a><br>
</div>
</blockquote>
</div>
<br>
</div>
_______________________________________________<br>
visionlist mailing list<br>
<a href="mailto:visionlist@visionscience.com" target="_blank">visionlist@visionscience.com</a><br>
<a href="http://visionscience.com/mailman/listinfo/visionlist_visionscience.com" target="_blank">http://visionscience.com/mailman/listinfo/visionlist_visionscience.com</a><br>
</div>
</blockquote>
</div>
<br>
</div>
_______________________________________________<br>
visionlist mailing list<br>
<a href="mailto:visionlist@visionscience.com" target="_blank">visionlist@visionscience.com</a><br>
<a href="http://visionscience.com/mailman/listinfo/visionlist_visionscience.com" rel="noreferrer" target="_blank">http://visionscience.com/mailman/listinfo/visionlist_visionscience.com</a><br>
</blockquote>
</div>
<br clear="all">
<br>
<span class="gmail_signature_prefix">-- </span><br>
<div dir="ltr" class="gmail_signature">
<div dir="ltr">
<div>Peter Neri</div>
<div>Head of Vision Team</div>
<div>Laboratoire des Systèmes Perceptifs (UMR8248)</div>
<div>École Normale Supérieure</div>
<div>29 rue d'Ulm, 75005 Paris (France)</div>
<div><br>
</div>
<div><a href="https://sites.google.com/site/neripeter/home" target="_blank">https://sites.google.com/site/neripeter/home</a></div>
<div><a href="https://lsp.dec.ens.fr/en/member/652/peter-neri" target="_blank">https://lsp.dec.ens.fr/en/member/652/peter-neri</a></div>
</div>
</div>
_______________________________________________<br>
visionlist mailing list<br>
visionlist@visionscience.com<br>
http://visionscience.com/mailman/listinfo/visionlist_visionscience.com<br>
</div>
</blockquote>
</div>
<br>
</div>
</div>
</body>
</html>