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Functional organization for processing visual texture information in the primate ventral visual pathway

Publicly Offered Research

Project AreaUnderstanding human recognition of material properties for innovation in SHITSUKAN science and technology
Project/Area Number 18H05007
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

藤田 一郎  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60181351)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Keywords質感情報 / テクスチャー / 一次視覚野 / 二次視覚野 / 内因性信号光学記録 / 霊長類 / 2光子イメージング / カルシウムイオン / テクスチャー知覚 / 大脳皮質 / 視覚野 / 質感 / V2野 / ストライプ構造 / 遺伝子改変技術 / 内因性信号光学計測
Outline of Annual Research Achievements

物体の表面は、その構造的/光学的特徴である質感を備えている。質感の主要な要素であるテクスチャー(材質感を与える肌理や模様)は、大脳皮質において、V1野を出発してV2野、V4野へと進む腹側経路で処理される。V1野細胞の視覚応答の大部分は方位・空間周波数等の基本的な画像統計量で説明されるのに対し、V2野とV4野の視覚応答には高次統計量(複数フィルタ間の相関等)の影響が強く現れる。腹側経路は、テクスチャーのみならず、視覚対象の形、色、奥行き、そして運動方向までも処理している。色情報の処理はV1野のチトクロムオキシダーゼ(CO)高活性ブロブ、V2野のCO高活性「細い」ストライプ、V4野の色ドメインが行なっており、この3者を結ぶ神経経路が存在することから、腹側経路内において機能構造を結ぶ並列内部回路が異なる視覚属性の処理を分担している可能性がある。しかし、テクスチャーの処理を行っている細胞がV1野、V2野、V4野それぞれの中でどのように分布し、上記機能構造とどのような関係にあるかは不明である。本研究では、内因性光学信号測定法および2光子励起カルシウムイメージング法をマカカ属サルのV1野、V2野、V4野へ適用し、上記の未解明問題に答えることで、テクスチャーとその他の視覚属性の情報がどのように統合されるか(相互作用を持っているか)を明らかにし、質感知覚、物体認識の脳内機構の理解を進めることを目標とした。この目標達成のために、広域にわたるイメージングによりサブ領野構造の同定の後に、それぞれのサブ領野における個々の神経細胞の活動を2光子イメージング法により可視化する技法を霊長類に適用することに成功した。V4において、基本的画像特徴量を処理する機能構造と高次統計量を処理する機能構造が分離して存在していることを見出した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2018

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Specialized contributions of mid-tier stages of dorsal and ventral pathways in stereoscopic processing2021

    • Author(s)
      Yoshioka T, Doi T, Abdolrahmani M, Fujita I
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 10 Pages: 1-29

    • DOI

      10.7554/elife.58749

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spatial pooling inherent to intrinsic signal optical imaging might cause V2 to resemble a solution to the stereo correspondence problem2018

    • Author(s)
      Doi T, Abdolrahamani M, Fujita I
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci USA

      Volume: 115 Issue: 30

    • DOI

      10.1073/pnas.1807687115

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Microstructural properties of the vertical occipital fasciculus explain the variability in human stereoacuity2018

    • Author(s)
      Oishi H, Takemura H, Aoki SC, Fujita I, Amano K
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci USA

      Volume: 115 Issue: 48 Pages: 12289-12294

    • DOI

      10.1073/pnas.1804741115

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cortical and subcortical responses to biological motion2018

    • Author(s)
      Chang DHF, Ban H, Ikegaya Y, Fujita I, Troje NF
    • Journal Title

      Neuroimage

      Volume: 174 Pages: 87-96

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2018.03.013

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Encoding-model analysis of neural responses to natural movies recorded with 2-photon calcium imaging techniques2018

    • Author(s)
      Hatanaka G, Ikezoe K, Takeuchi RF, Inagaki M, Nishimoto S, Fujita I
    • Organizer
      The 14th Asia-Pacific Conference on Vision
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microarchitecture of binocular disparity processing in V2: combined use of intrinsic optical imaging and 2-photon Ca2+ imaging2018

    • Author(s)
      Fang Yang, Hatanaka G, Inagaki M, Inoue KI, Takada M, Fujita I
    • Organizer
      International Workshop on monitoring and manipulating brain function in non-human primates
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 連合野ハンドブック2021

    • Author(s)
      河村満(編)、稲垣未来男、藤田一郎(分担執筆)
    • Total Pages
      309
    • Publisher
      医学書院
    • ISBN
      9784260043434
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-12-27  

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