自然画像中の動きの解析の神経基盤

• Project Area: Integrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities
• Project/Area Number: 25135728
• 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: Juntendo University
• Principal Investigator: 宇賀 貴紀 順天堂大学, 医学部, 准教授 (50372933)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000); Fiscal Year 2014: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2013: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 脳・神経

Outline of Annual Research Achievements

剛体の並進運動の検出を超えた一段進んだ複雑な運動の空間パターンを捉えることができるニューロンがあるのかを調べるため、ニューロンの運動方向や速度選択性の受容野内分布を測定し、その均一性を評価した。具体的には、受容野内を空間的に分割し、局所でランダムドットを提示し、場所によって運動方向や速度の選択性が変わるかを調べた。
まず、速度選択性が受容野内の位置によって変わるのかをMST野で調べたところ、速度選択性が均一なものがあった一方で、速度選択性が場所によって変わるものもあった。次に、運動方向と速度の両方を変動し、マッピングしたところ、運動方向－速度選択性がほとんど変わらない細胞があった一方で、運動方向－速度選択性が場所によって変わるものもあった。
MT野でも同様の実験をした結果、場所によって運動方向-速度選択性が変化するものがあった。場所によってどの程度選択性が変化するのか、選択性の類似度を定量化するため、異なる2つの場所での選択性の相関を計算し、各ニューロンで全ての場所のペアの相関の平均を計算したところ、MT野、MST野、どちらでも、受容野内相関が高く、運動方向や速度選択性が受容野内であまり変化しないニューロンと、受容野内相関が低く、運動方向、速度選択性が変化する細胞とが混在していることがわかった。
以上の結果から、MT野もMST野も剛体の並進運動以外の動きの検出に役立つ可能性があると考えられる。

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] Visual impairment by surrounding noise is due to interactions among stimuli in the higher-order visual cortex. (2014)
  • Author(s): Kumano H, Uka T
  • Journal Title: J Neurophysiol Volume: 112 Issue: 3 Pages: 620-630
  • DOI: 10.1152/jn.00639.2013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diffusional kurtosis imaging analysis in patients with hypertension. (2014)
  • Author(s): Shimoji K, Uka T, Tamura Y, Yoshida M, Kamagata K, Hori M, Motoi Y, Watada H, Kawamori R, Aoki S
  • Journal Title: Jpn J Radiol Volume: 32 Issue: 2 Pages: 98-104
  • DOI: 10.1007/s11604-013-0275-8
  • NAID: 50008937000
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Responses to random dot motion reveal prevalence of pattern-motion selectivity in area MT. (2013)
  • Author(s): Kumano H, Uka T
  • Journal Title: J Neurosci Volume: 33 Issue: 38 Pages: 15161-15170
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4279-12.2013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuronal mechanisms of visual perceptual learning. (2013)
  • Author(s): Kumano H, Uka T
  • Journal Title: Behavioral Brain Research Volume: 249 Pages: 75-80
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2013.04.034
• [Presentation] Movement-specific employment of sensory signals as a basis for rapid task switching. (2015)
  • Author(s): Uka T, Sasaki R, Mitani A
  • Organizer: 第92回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [Presentation] LIP neurons accumulate relevant information depending on task demand. (2014)
  • Author(s): Suda Y, Kumano H, Uka T
  • Organizer: 第36回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Characteristics of trial-to-trial spike count variability in MT neurons are consistent with bottom-up components of decision related response modulation. (2013)
  • Author(s): Kumano H, Uka T
  • Organizer: Neuroscience 2013
  • Place of Presentation: San Diego
• [Presentation] Dynamics of sensory information accumulation in LIP during task switching. (2013)
  • Author(s): Suda Y, Kumano H, Uka T
  • Organizer: Neuroscience 2013
  • Place of Presentation: San Diego
• [Presentation] Is decision related response modulation of sensory neurons due to bottom-up or top-down signal?: Analysis of trial-to-trial spike count variability in MT neurons. (2013)
  • Author(s): Kumano H, Uka T
  • Organizer: 第36回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Studying flexible decision making using perceptual decisions. (2013)
  • Author(s): Uka T
  • Organizer: Asia-Pacific conference on vision
  • Place of Presentation: Suzhou, China
  • Invited