Multi-scale functional architecture for binocular stereopsis in primate visual cortex

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19F19383
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤田 一郎 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60181351)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): FANG YANG 大阪大学, 生命機能研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2019-11-08 – 2022-03-31
• Keywords: 両眼立体視 / 両眼視差 / ストライプ構造 / ブロブ構造 / ２光子イメージング / 内因性信号光学記録 / 初期視覚野 / カルシウムイオン

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、霊長類の両眼立体視に関わる神経シグナルが中期視覚領野であるV2野の３つのコンパートメント（太いストライプ、細いストライプ、淡いストライプ）のどこを経由して、経路後半の側頭葉視覚連合野と頭頂葉視覚連合野へ分配されていくか、また、その際に両眼対応問題の解決がどのように進むかを明らかにし、両眼立体視の神経機構の理解を進めることを目標とした。この目的達成のためには、３つのコンパートメントを生体内で可視化する大域イメージング（内因性信号光学記録）と、個々の神経細胞の視覚反応を可視化、解析できる２光子カルシウムイメージング法を同時適用を実現しなくてはならない。この技術には、帯域をカバーする計測ウインドウ（チャンバー）の開発と、霊長類で良好な発現をするカルシウム感受性色素の遺伝子ベクターの開発の二つが求められる。この両者の技術的課題は、無事に終了し、サルの一次視覚野（V1）及びV2に導入した遺伝子ベクターが、高蛍光シグナルを発する様子を術後６ヶ月以上にわたり計測でき、かつV1のブロブ構造やV2のストライプ構造との位置関係を特定することが可能になった。現在、この研究成果をまとめた論文が国際誌において査読中である。これらの成果に基づき、初期目標であるV2における両眼視差情報の処理分配のあり方を調べる実験を開始したが、新型コロナウイルスの感染拡大に伴い、密室（室温制御のためにドアを開放したままにできない部屋）で、最低でも３人の実験者が必要な本実験を遂行することが叶わなくなった。現在は、V1ですでに得たデータの掘り起こしと、ヒトを対象としたfMRI実験によって、両眼立体視の情報処理についての理解を深めるようにすることを模索している。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。