2014 Fiscal Year Annual Research Report
スパースモデリングから脳における視覚物体像の時空間表現に挑む
| Project Area | Initiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling |
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| Project/Area Number |
25120004
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
谷藤 学 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (60197530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 豪 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 専門職研究員 (50321732)
大橋 一徳 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (90617458)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 下側頭葉視覚連合野 / 顔認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画の【課題1】「物体像表現の空間構造の解明」に関して、平成25年度には、意味的なカテゴリを表象する大きな構造の中に，カテゴリの異なる特徴に反応する部分構造（記録部位に相当）が埋め込まれてことを見出した。、26年度においては、顔領域の中で，顔の向きに対する反応性がどのようにマップされているかを探求した．領域の中の31か所から顔の向きに対する応答を記録した結果，記録部位は最適な顔の向きに関して連続的に並んでいた．しかし，スパースにしかサンプルできない電極による記録法では，記録を行っていない部位の最適な顔の向きは分からない．そこで，ガウシアンカーネルを用いたカーネル回帰を適用し，最適な顔の向きに関する空間的に連続的なマップの推定を行った．その結果，汎化誤差39.5度で連続マップを得ることが出来た．また，マップに折り返し（破線）があることを発見した（論文準備中）．この研究から，最も信頼性のある電気信号はスパースにしか記録できないという脳機能マッピングにおける制約の解決に，カーネル回帰が一般的に極めて有効なことも新たに発見した．また、【課題3】「脳における物体像のスパース表現の意味を解明する」の準備段階として、物体表現の次元数の推定を行った。電気生理学的研究から脳において物体像表現がスパースであることが示唆されているが[Tsunoda, et al.,2001など]，具体的な次元の数（必要な図形特徴の数）は明らかでない．部分的に情報が欠落した視覚刺激に対するヒトの認識時間の解析とそのモデル化から，次元が101-102のオーダーであるという証拠を得た[Murata, et al., 2014].
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画に沿って、【課題1】「物体像表現の空間構造の解明」をほぼ完了し、【課題2】「物体像表現の空間構造と時間構造の統合理解」を部分的に開始している。また、平成27年からの開始を予定していた【課題3】「脳における物体像のスパース表現の意味を解明する」についても、部分的に研究を開始し、成果を得ているので、ほぼ順調に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題2「物体像表現の空間構造と時間構造の統合理解」の研究を進めるとともに、課題1で得られたデータを用いて、【課題3】「脳における物体像のスパース表現の意味を解明する」の研究を開始する。
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