皮質脳波法による生き物らしい質感の脳内表現の研究

• Project Area: Integrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities
• Project/Area Number: 25135716
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 川嵜 圭祐 新潟大学, 医歯学系, 助教 (60511178)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2013: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 質感認知 / 皮質脳波 / 皮質脳波法

Outline of Annual Research Achievements

視覚に基づいた抽象的なカテゴリはどのような神経メカニズムによって実現されているのでしょうか？ヒトはさまざまな物体に”生き物らしさ”を感じて（アニマシー知覚）、物体を動物と非動物のカテゴリーに大別できます。これまでの研究から特定の動きのパターンや表面のテクスチャパターンなど、この知覚に重要な視覚的物理パラメータや、関連する脳領域が示唆されています。しかし、複数の物理パラメータが知覚に関与する仕組みや複数の関連脳領域がどのように協調してアニマシー知覚を生み出す機序は不明です。視線解析等の行動学的な研究からサルにおいても同様のアニマシー知覚が存在することが示唆されています。そこで本研究では、概念的な質感の動物モデルとしてサルのアニマシー知覚を行動学的、神経科学的に検証することを目的としました。2頭のニホンザルを用いて、動物・非動物の動画の種類に応じて適切な記号を80％以上の成績で正しく選択できるように訓練を行いました。学習達成後、他の新規の動画例でも、記号と動画のカテゴリの割当が汎化するか検討しました。新規の例を導入した場合には初学習に比べて早く基準成績に達し、学習の節約が見られました。また１頭のサルでは初めてみた動画に対しても正しいカテゴリ分けができるようになることがわかりました。これらの結果は条件性反応だけでは説明できず学習の汎化が見られました。また上側頭溝内を含む下側頭葉皮質(ITC)と、内側部を含む前頭葉皮質（PFC）から皮質脳波記録を行い、動物の動き、非生物物体の動きが描出された２秒間の映像を呈示したときの応答を記録しました。 応答振幅はITC，PFCのそれぞれで特徴的な時間経過を示した。個々の刺激動画に対する選択性はどちらの領野でも、幾つかのピークを形成しながら上昇することがわかりました。カテゴリ応答選択性もやはり幾つかのピークを形成していました。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Decoding visual object categories from temporal correlations of ECoG signals. (2013)
  • Author(s): Majima K, Matsuo T, Kawasaki K, Kawai K, Saito N, Hasegawa I, Kamitani Y.
  • Journal Title: Neuroimage Volume: (印刷中) Pages: 74-83
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2013.12.020
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Alternating zones selective to faces and written words in the human ventral occipitotemporal cortex (2013)
  • Author(s): Matsuo T, Kawasaki K, Kawai K, Majima K, Masuda H, Murakami H, Kunii N, Kamitani Y, Kameyama S, Saito N, Hasegawa I
  • Journal Title: Cereb Cortex Volume: (in press) Issue: 5 Pages: 1265-77
  • DOI: 10.1093/cercor/bht319
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simultaneous Recording of single-neuron activities and broad-area intracranial electroensephalography: electrode design and implantation procedure (2013)
  • Author(s): Matsuo T, Kawai K, Uno T, Kunii M, Miyakawa N, Usami K, Kawasaki K, Hasegawa I,
  • Journal Title: Neurosurgery Volume: 73 Pages: 146-154
  • DOI: 10.1227/01.neu.0000430327.48387.e1
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Decoding of material categories from electrocorticographic signals in the macaque inferior temporal cortex (2014)
  • Author(s): T. Teramoto, K. Kawasaki, T. Okatani, H.Sawhata, T. Suzuki, I. Hasegawa.
  • Organizer: 日本神経科学大会2014
  • Place of Presentation: 横浜・横浜パシフィコ
  • Year and Date: 2014-09-13
• [Presentation] Representation of material categories revealed by electrocorticographic signals in the macaque inferior temporal cortex (2014)
  • Author(s): K. Kawasaki, T. Okatani, T. Teramoto
  • Organizer: 国際シンポジウム,質感の科学の未来
  • Place of Presentation: 東京・東京大学生産技術研究所 コンベンションホール
  • Year and Date: 2014-07-16