視覚的物体学習における下側頭葉皮質の役割とその機序

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17022047
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 田中 啓治 The Institute of Physical and Chemical Research, 認知機能表現研究チーム, チームリーダー (00221391)
• Keywords: 物体認識 / 下側頭葉皮質 / サル / 刺激選択性 / エキスパート / 長期記憶 / 弁別能力 / 単調な変化

Research Abstract

本研究では下側頭葉皮質およびその関連脳部位が視覚的物体認識長期記憶にどのように寄与するか解明することを目指している。平成21年度の主な研究成果は以下の通りである。
我々は経験により微妙な物体の形の違いを見分ける視覚的エキスパートになることができる。エキスパートの優れた弁別能力は経験した物体群に特異的である。この視覚的エキスパートの脳基盤を明らかにするために、3個×3群の物体から構成される刺激セットを用い、サルが違いの大きい群間の弁別だけを行なつているときの下側頭葉皮質細胞の反応と、違いの小さい群内の刺激間の弁別を行なっているときの下側頭葉皮質細胞の反応を比較した。両区間ともに9個の刺激に対する反応を記録した。群内の弁別は困難であり、数ヶ月の学習を必要とした。両区間の間で、下側頭葉皮質細胞の9個の刺激に対する反応の刺激選択性のチューニングカーブに違いはなかった。一方、群内の弁別を行なっているときは群間の弁別だけを行なっているときに比べ、9個の刺激の2次元空間配置の中で単調に反応の大きさが変化する細胞の比率が増加した。これらの細胞は、刺激空間の三角形の頂点に位置する3個の刺激のどれかに最も強く反応し、そこから、2次元空間配置の中である一次元的方向に添って単調に反応の強さを減少させた。これらの結果は、特定の刺激に鋭くチューンした反応を持っ細胞の出現ではなく、弁別すべき刺激群全体の分布に対して単調に反応の大きさを変化させる下側頭葉皮質細胞の出現が、視覚的エキスパートの神経基盤であることを示唆する。

Research Products

• [Journal Article] View-invariant recognition ability develops after discrimination, not mere exposure, at several viewing angles (2010)
  • Author(s): Yamashita, W., Wang, G., Tanaka, K.
  • Journal Title: The European Journal of Neuroscience 31 Pages: 327-335
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conflict-induced behavioral adjustment : a clue to the executive functions of the prefrontal cortex (2009)
  • Author(s): Mansouri, F.A., Tanaka, K., Buckley, M.J.
  • Journal Title: Nature Reviews Neuroscience 10 Pages: 141-152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Correction of 3D rigid body motion in fMRI time series by independent estimation of rotational and translational effects in k-space (2009)
  • Author(s): Costagli, M, Waggoner, R.A., Ueno, K., Tanaka, K., Cheng, K.
  • Journal Title: Neuroimage 45 Pages: 749-757
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dissociable components of rule-behavior depend on distinct medial and prefrontal regions (2009)
  • Author(s): Buckley, M.J., Mansouri, F.A., Mahboubi, M., Browing, P.G., Kwok S.C., Phillips, A., Tanaka, K.
  • Journal Title: Science 325 Pages: 52-58
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Opposing effects of contextual surround in human early visual cortex revealed by fMRI with continuously modulated visual stimuli
  • Author(s): Tajima, S., Watanabe, M., Imai, C., Ueno, K., Asamizuya, T., Sun, P., Tanaka, K., Cheng, K.
  • Journal Title: Journal of Neuroscience (In press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Representation of object categories in activity patterns of the inferotemporal cell population (2009)
  • Author(s): 田中啓治
  • Organizer: The 8^<th> Biennial Conference of the Chinese Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Guangzhou, China
  • Year and Date: 2009-12-08
• [Presentation] Optimized fMRI of human temporo-occipital cortex by accelerated multi-shot spin-echo EPI (2009)
  • Author(s): Tanskanen, T., Waggoner, R.A., Ueno, K., Tanaka, K., Cheng, K.
  • Organizer: The 39^<th> Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago, Illinois, USA
  • Year and Date: 2009-10-18
• [Presentation] Neural correlates of the experience-based intuition in human dorsal striatum (2009)
  • Author(s): Wan, X., Nakatani, H., Asamizuya, T., Ueno, K., Cheng, K., Tanaka, K.
  • Organizer: The 39^<th> Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago, Illinois, USA
  • Year and Date: 2009-10-17
• [Presentation] Neural correlates of intuitive judgment in professional shogi players (2009)
  • Author(s): Wan, X., Nakatani, H., Asamizuya, T., Ueno, K., Cheng, K., Tanaka, K.
  • Organizer: 第32回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-17
• [Presentation] FMRI study on the hue selectivity of neurons in human visual cortex (2009)
  • Author(s): Kuriki, I., Sun P, Ueno, K., Tanaka, K., Cheng, K.
  • Organizer: 第32回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] ウィスコンシンカード分類課題における前頭前野の働き (2009)
  • Author(s): 田中啓治
  • Organizer: 日本認知心理学会第7回大会
  • Place of Presentation: 新座
  • Year and Date: 2009-07-19
• [Presentation] Exploring the origins of the DfMRI signal at 4 Tesla (2009)
  • Author(s): Waggoner, R.A., Tanaka, K., Cheng, K.
  • Organizer: The 15^<th> Annual Meeting of the Organization of Human Brain Mapping
  • Place of Presentation: San Francisco, California, USA
  • Year and Date: 2009-06-22
• [Remarks]
  • URL: http://www.brain.riken.go.jp/labs/cbms/tanaka.html