2019 Fiscal Year Annual Research Report
Hierarchical Transformation of Shitsukan Information Representation in the Visual System
| Project Area | Understanding human recognition of material properties for innovation in SHITSUKAN science and technology |
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| Project/Area Number |
15H05921
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大澤 五住 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (20324824)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 耕太 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (40467501)
田村 弘 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (80304038)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 視覚野 / 霊長類 / 一次視覚野 / 空間周波数選択性 / 方位選択性 / ディープニューラルネット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画では、主にデータ駆動型アプローチを用いて階層構造を持つ視覚系における質感情報処理を単一細胞の神経活動と対応づけて理解することを目的として研究を行った。本年度は、主としてV1, V4の共同実験を実施した。また、岡田(連携研究者)と協力し、スパースなあるいは少量のデータでも高信頼度の計測を可能にする解析手法を適用し、自然画像を元にした刺激、画像統計量を体系的に操作した刺激、DRGW刺激、ランダムドット刺激を使ったマイニング的なアプローチにより研究を実施した。自主開発した多点電極からのデータの解析システムを活用し、V1とV4の各領野での神経細胞の結合の種類と程度を相互相関解析における同期発火の強さにより決定した。また、記録された各神経細胞について、方位と空間周波数に関する選択性を調べた。これらの視覚刺激パラメータに対する選択性が、V1とV4とで異なるのか、また、同時記録された神経細胞の刺激選択性の類似度は、神経細胞間の結合の度合いとどのような関係にあるのかを定量的に解析した。空間周波数については、V4の神経細胞は、V1のそれよりも平均として最適空間周波数が低く、空間周波数バンド幅が広いという傾向があった。方位に関しては、領野間で特に差は見られなかった。このことから、V1からV4への情報伝達の過程で、空間周波数に関してはプーリングが行われている一方、方位に関してはプーリングはほとんど行われないことが示唆された。また、方位・空間周波数特性の両方について選択性のオーバーラップの度合いと細胞間の結合の程度の関係から、V４においては、V1とは異なり、方位が大きく異なる神経細胞間では、同期発火が最適空間周波数の違いにかかわらず見られた。また、田村らが主導した研究ではディープニューラルネットを実際の動物の脳と並行して研究した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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