自然動画像刺激を用いたヒト大脳視覚野の機能的MRI解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13710034
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 山本 洋紀 京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 助手 (10332727)
• Keywords: fMRI / 脳機能イメージング / 視覚 / 視覚野 / 脳構造 / 確率地図

Research Abstract

本研究の最終目標は、ヒト大脳視覚領野(V1,V2,V3,V3A,VP,V4v,V7,LO,V8,MT)の自然動画像刺激に対する応答をfMRIで測定し、各領野の応答が増大する視覚刺激画像を集積・解析することで各領野の最適刺激画像を合成・抽出し、各視覚野が担っている情報処理の解明を目指すことである。このためには、視覚領野間の神経活動の相関構造を視野表現に基づいて解析することが重要であると考えている。そこで、前年度では、相関解析の成否の鍵となるヒト視覚野のレチノトピーの詳細構造及び解剖学的構造の解析を行った。
本年度は、まず、前年度の解析を拡張して、ヒト視覚皮質の構造と機能との関係を定量的に分析した:
1)ヒト視覚野の構造と機能の確率地図の作成
2)脳構造と脳機能の確率的関係解析
3)脳構造と脳機能の関係性に関する新たな解析手法の提案
4)上記解析ソフトウェアシステムの開発
上記研究によって、視覚に関するfMRI実験を行った際の脳活動を、視覚野毎に正確にサンプリングすることができる。例えば、ある時刻の脳活動を、ある視覚野のある視野位置を表現している脳表面領域に限局してサンプリングしたり、プーリングしたりすることができる。このサンプリングを時系列に行うことで、動画像刺激に対する脳活動を、視野位置、視覚野をパラメータとして、時々刻々、測定・解析することが可能になる。
次に、この技術的基盤を基に、下記の脳内視覚過程に関する研究を行った。
5)Cornsweet錯視による一様表面の脳内表現
6)メタコントラストマスキング現象の脳内過程
7)色と明暗の古典的受容野を越えた側抑制機構

Research Products

• [Publications] Hiroki Yamamoto: "BrainFactory : an integrated software system for surface-based analysis of fMRI data"NeuroImage. 16・2. 1023 (2002)
• [Publications] Masaki Fukunaga: "Functional and anatomical probabilistic maps of the human visual cortex"NeuroImage. 16・2. 2005 (2002)
• [Publications] Naokazu Goda: "FMRI analysis of lateral interactions in the human striate and extrastriate cortex"NeuroImage. 16・2. 1500 (2002)
• [Publications] Kiyohiro Maeda: "Cerebral representation of the Cornsweet illusion in human visual areas -an fMRI study"TECHNICAL REPORT OF IEICE HIP. 2002-58. 25-29 (2003)
• [Publications] Kiyohiro Maeda: "An fMRI analysis of metacontrast masking in human visual areas"NeuroImage. (in press). (2003)
• [Publications] Hiroki Yamamoto: "Information theoretic approach for exploring brain structure-function relationships"Neuroscience Research Supplement. (in press). (2003)