逆相関法および相互相関法による高次視覚機構の研究

• Project/Area Number: 20020017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 大澤 五住 Osaka University, 大学院・生命機能研究科, 教授 (20324824)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥6,200,000 (Direct Cost: ¥6,200,000); Fiscal Year 2009: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2008: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
• Keywords: 視覚 / 脳科学 / 大脳 / 受容野 / 神経細胞

Research Abstract

当研究室が開発した複数領野の多数の視覚野細胞からの同時記録に適合性の高い計測手法を用い、視覚領野内での神経細胞間の結合と中高次の領野への視覚情報の受け渡しの機構を基本手法の様々な適用により解明することを目的として研究を行った。従来の実験手法に加え、単眼・両眼無相関ダイナミックノイズ刺激と高速提示されるグレーティング刺激を活用することにより、下記の成果があった。
1. 3次元両眼受容野:複雑型細胞の反応特性は下位の細胞からの入力がどのように統合された結果なのかを明らかにした。
2. 高次元受容野として見た周辺抑制特性:古典的受容野と周辺抑制領域は一体として高次受容野を形成していると考えられるべきで、その全体の機能が視覚刺激に含まれる高次特徴を方位に基づき表現しているという新たな考えの妥当性を示した。
3. 逆相関法による方位交差抑制:方位の異なる2つの正弦波刺激を重畳した刺激を速い頻度でフラッシュ提示し、逆相関法により方位交差抑制のダイナミクスを明らかにした。
4. 脳梁による両半視野継ぎ合わせメカニズムの研究:脳梁結合が伝達している情報の詳細の研究を実施した。
5. 変換領域逆相関法(TDRC)による曲率選択性を求める新解析法を初期視覚野細胞に適用しその有用性を実証した。
6. 初期視覚野細胞の発火信頼性:V1細胞発火の再現性及び信頼性を調べた単純型と複雑型ではこの発火信頼性に大きな違いが見られた。
7. 高次視覚野細胞が行っている情報処理の考え方を画像処理一般に応用し、曲率を含む画像特徴抽出法を開発し、特許として出願した。(特願2009-245255)

Research Products

• [Journal Article] The brain mapping of the retrieval of conditioned taste aversion memory using manganese-enhanced magnetic resonance imaging in rats. (2010)
  • Author(s): Inui-Yamamoto C, 他7名
  • Journal Title: Neuroscience Feb.16(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Surround suppression of V1 neurons mediates orientation-based representation of high-order visual features (2009)
  • Author(s): Hiroki Tanaka & Izumi Ohzawa
  • Journal Title: Journal of Neurophysiology 101 Pages: 1444-1462
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Time course of cross-orientation suppression in the early visual cortex (2009)
  • Author(s): Rui Kimura & Izumi Ohzawa
  • Journal Title: Journal of Neurophysiology 101 Pages: 1463-1479
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Neurons in cat area 21a and PMLS show a change in preferred orientation during the course of responses (2009)
  • Author(s): Sasaki KS, Ohzawa I
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting
  • Place of Presentation: Chicago, IL.USA
  • Year and Date: 2009-10-21
• [Presentation] ISI-dependent analysis of spatiotemporal receptive field of V1 simple cells (2009)
  • Author(s): Kimura R, Ohzawa I
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting
  • Place of Presentation: Chicago, IL.USA
  • Year and Date: 2009-10-19
• [Presentation] Dynamics of nonlinear suppression in Cat V1 Simple cells (2009)
  • Author(s): Levy M, 他5名
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting
  • Place of Presentation: Chicago, IL.USA
  • Year and Date: 2009-10-19
• [Presentation] 初期視覚野単純型細胞の方位チューニング特性は自然画像の統計を反映している (2009)
  • Author(s): 佐々木耕太、大澤五住
  • Organizer: 日本神経科学学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-17
• [Presentation] 両眼刺激呈示時と単眼刺激呈示時との視覚ニューロンの反応比較 (2009)
  • Author(s): 青山めぐみ, 他4名
  • Organizer: 日本神経科学学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] 強い周辺抑制をもつ細胞は2次輪郭エッジに鋭いチューニングを示す (2009)
  • Author(s): 田中宏喜, 大澤五住
  • Organizer: 日本神経科学学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] 単純型細胞におけるスパイク間間隔に依存した受容野構造の解析 (2009)
  • Author(s): 木村塁、大澤五住
  • Organizer: 日本神経科学学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] 初期視覚野における運動方向選択性の等方性表現 (2009)
  • Author(s): 朝田雄介, 大倉直澄, 大澤五住
  • Organizer: 日本神経科学学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] Organization of 3-d binocular receptive fields of neurons in the early visual cortex (2009)
  • Author(s): Ohzawa I, Sasaki KS, Tabuchi Y
  • Organizer: IUPS 36-th Congress
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2009-07-30
• [Presentation] Receptive fields of interhemispherically correlated neuron pairs in the early visual cortex (2009)
  • Author(s): Asada Y, Sanada TM, Ohzawa I
  • Organizer: IUPS 36-th Congress
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2009-07-28
• [Presentation] Transform domain reverse correlation for investigation of curvature selectivity of visual neurons (2008)
  • Author(s): T. Arai, 他4名
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting
  • Place of Presentation: Washington D.C. U.S.A.
  • Year and Date: 2008-11-17
• [Presentation] Response variability depends on the types of V1 neurons (2008)
  • Author(s): Rui Kimura & Izumi Ohzawa
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting
  • Place of Presentation: Washimgton D.C. U.S.A.
  • Year and Date: 2008-11-17
• [Presentation] Parallel elongated center-surround organizations of V1 neurons revealed by high-order receptive field analysis (2008)
  • Author(s): Hiroki Tanaka & Izumi Ohzawa
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting
  • Place of Presentation: Washington D.C. U.S.A.
  • Year and Date: 2008-11-17
• [Presentation] Response profiles of cat early visual cortical neurons revealed by 3D spatiotemporal frequency domain reverse correlation (2008)
  • Author(s): KS. Sasaki & Izumi Ohzawa
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting
  • Place of Presentation: Washington D.C. U.S.A.
  • Year and Date: 2008-11-17
• [Presentation] Analysis of spatial pooling in 3-d binocular receptive fields and orientation disparity selectivity of neurons in the early visual cortex (2008)
  • Author(s): I. Ohzawa, 他4名
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting
  • Place of Presentation: Washington D.C. U.S.A.
  • Year and Date: 2008-11-16
• [Presentation] Response variability depends on the purity of types of V1 neurons (2008)
  • Author(s): Rui Kimura & Izumi Ohzawa
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] Response profiles of early visual cortical neurons in the 3D spectral do main (2008)
  • Author(s): K.S. Sasaki & Izumi Ohzawa
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] Receptive field structure of visual cortical neurons in cats reared with restricted orientations (2008)
  • Author(s): Izumi Ohzawa
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Remarks]
  • URL: http://ohzawa-lab.bpe.es.osaka-u.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://ohzawa-lab.bpe.es.osaka-u.ac.jp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 画像特徴抽出装置、画像特徴抽出方法、画像認識装置、及び画像認識方法 (2009)
  • Inventor(s): 新井稔也、大澤五住、眞田尚久
  • Industrial Property Rights Holder: 大阪大学
  • Industrial Property Number: 2009-245255
  • Filing Date: 2009-10-26