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2007 Fiscal Year Annual Research Report

脳における運動制御のための情報処理機構の解明

Research Project

Project/Area Number 16GS0312
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

河野 憲二  Kyoto University, 医学研究科, 教授 (40134530)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三浦 健一郎  京都大学, 医学研究科, 科学技術振興助教 (20362535)
田端 宏充  京都大学, 医学研究科, 助教 (20402844)
小川 正  京都大学, 医学研究科, 講師 (50311197)
Keywords運動制御 / 情報処理 / 脳 / 視覚 / フーリエ変換 / ヒト / 眼球運動 / 時空間フィルター
Research Abstract

これまでの研究で、視覚的運動制御の解明には、初期視覚系の性質のより深い理解が必要であることが示されてきた。そこで、追跡眼球運動制御のための視覚-運動情報変換過程において、視覚刺激から動きの情報が抽出されるメカニズムの解明に注目して研究を進めてきている。
矩形波からその基本周波数成分を差し引いた波(Missing Fundamental, MF縞)の仮現運動刺激を用いて、サルの追従眼球運動に用いられている視覚情報処理について調べた。MF縞とは振幅が1/3,1/5,…と減少していく奇数調波(3f,5f,…)から構成される波である。この波を基本周期の1/4波長ずつ移動させると、刺激の動く方向とは反対の方向、即ち3f要素の動く方向に追従眼球運動が起る。この視覚刺激を用いて、単一ニューロン記録を行ったところ、MT野、MST野のニューロンが3f要素の動く方向に反応することが明らかになった。この結果は視覚刺激から運動を検出する機構が、視覚刺激をフーリエ変換して、その最大振幅をもつ調波によってドライブされる、時空間視覚フィルター的性質を持ち、MT野、MST野より前の段階の視覚野においてこの時空間視覚フィルターが働いていることを示している。
また、この現象は、追従眼球運動は視覚刺激を構成するそれぞれの正弦波刺激によって起こる眼球運動のベクトル加算の結果として発現しているのではなく、視覚刺激のうちの優位な正弦波状縞の動きによって発現していることを示しているが、本年度は、左右の眼に視差を与えることによって起こる輻輳開散運動でもこの現象が観察されることを確認した。これは、脳が複数の事象を処理するときの戦略として知られるWinner-Take-All現象(勝者ひとり勝ち現象)が輻輳開散運動の制御過程でも起きていることを示している。

  • Research Products

    (13 results)

All 2008 2007

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Eye movements in response to dichoptic motion: evidence for a parallel-hierarchical structure of visual motion2008

    • Author(s)
      Hayashi R., Miura, K., Tabata H., & Kawano K.
    • Journal Title

      Journal of Neurophysiolology (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ocular following responses of monkeys to the competing motions of two sinusoidal gratings2008

    • Author(s)
      Matsuura, K., Miura K., Taki M., Tabata H., Inaba N., Kawano K. &
    • Journal Title

      Neuroscience Research (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 協調運動に関する脳研究の進歩2008

    • Author(s)
      和田佳郎、竹村文、河野憲二
    • Journal Title

      総合リハビリテーション 36

      Pages: 127-131

  • [Journal Article] MST neurons code for visual motion in space independent of pursuit eye movements2007

    • Author(s)
      Inaba, N., Shinomoto, S., Yamane, S., Takemura A., & Kawano, K.
    • Journal Title

      Journal of Neurophysiology 97

      Pages: 3473-3483

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation for smooth pursuit eye movement based on expectation in humans2007

    • Author(s)
      Tabata H, Miura K, & Kawano K.
    • Journal Title

      Systems and Computers in Japan. 38

      Pages: 1-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vertical eye position responses to steady-state sinusoidal fore-aft head translation in monkeys2007

    • Author(s)
      Wada Y., Kodaka Y., & Kawano K
    • Journal Title

      Experimental Brain Research 185

      Pages: 75-86

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Trial-by-trial updating of the gain in preparation for smooth pursuit eye movement based on past experience in humans2007

    • Author(s)
      Tabata H., Miura K., & Kawano K.
    • Journal Title

      Journal of Neurophysiology 99

      Pages: 747-758

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] コントラスト反転マルチスリット視による運動知覚2008

    • Author(s)
      林隆介, 河野憲二
    • Organizer
      日本視覚学会2008年冬季大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-01-23
  • [Presentation] Effects of top-down and bottom-up attention on smooth pursuit initiation.2008

    • Author(s)
      Kawano K.
    • Organizer
      HFSP International workshop on Neural Control of Attention
    • Place of Presentation
      Okinawa, Japan
    • Year and Date
      2008-01-06
  • [Presentation] Two cortical pathways in visual motion processing revealed by ocular motor responses2007

    • Author(s)
      Hayashi R., Miura K., Tabata H., & Kawano K
    • Organizer
      37th Annual meeting of the Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      2007-11-06
  • [Presentation] C57BL/6マウスにおける視覚運動情報変換の研究2007

    • Author(s)
      田端宏充、松浦清人、河野憲二
    • Organizer
      第100回近畿生理学談話会
    • Place of Presentation
      津
    • Year and Date
      2007-10-20
  • [Presentation] 単眼性の運動視成分がない視覚刺激によって誘発される追従眼球運動2007

    • Author(s)
      林隆介, 三浦健一郎, 田端宏充, 河野憲二
    • Organizer
      第30回 日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2007-09-10
  • [Presentation] Temporal property difference between monocular and binocular motion processing2007

    • Author(s)
      Hayashi R., Miura K., Tabata H., & Kawano K
    • Organizer
      7th Vision Science Society
    • Place of Presentation
      Florida, USA
    • Year and Date
      2007-05-11

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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