2022 Fiscal Year Research-status Report
視線移動を伴う顔画像処理機構のサル下側頭葉多点電極記録による研究
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22K07331
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
河野 憲二 獨協医科大学, 医学部, 特任教授 (40134530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅生 康子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (40357257)
松田 圭司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (50358024)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 神経科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私たちは，絶えず眼を動かし，空間内の様々な位置にある対象物を網膜の内で感度の高い中心窩に捉らえ，知覚している。特に環境内に人がいると，人の顔に視線が向かうことはよく知られていて，周辺視野で認めた顔に視線を向け，解像度の高い中心窩で捉えなおすことで，ヒトが社会生活を送る上で重要な他者の表情や個体の特定など顔の持つ情報の詳細な認識が可能となる。自然な視覚環境下で視線を向けた時，眼球運動 と連動して網膜上で動く顔画像を視空間内に定位させ，同定/認知するための神経機構を解明する。
令和４年度は，固視課題及びサッケード課題を訓練したサルの下側頭葉の2つの領域(TEO野とTE野)に留置した多点電極によって記録されたニューロン活動を解析し，サルが固視課題を遂行中に顔刺激に反応したニューロンを「顔反応性ニューロン」として特定し，固視課題とサッケード課題での反応を観察した。
(1) 固視課題では，最適顔刺激に対する反応（平均発火頻度）はTEO野ニューロンのほうがTE野ニューロンよりも高い傾向が見られた。また，TEO野ニューロンとTE野ニューロンの間で反応潜時に差はなかった。
(2) サッケード課題では，サルが視野中心部を固視している時，顔刺激を周辺視野に呈示した後，固視点を消し，周辺視野に呈示された顔刺激へのサッケード運動を誘発した。この時，サッケードが終了すると，顔刺激は中心窩で捉えられる。この顔刺激に対する反応を解析した。サッケード後は固視課題と同様に顔刺激は中心窩に提示されるが，固視課題と異なり，TEO野ニューロンとTE野ニューロンでは反応潜時に違いがあった。また，中心窩に提示された顔刺激に対する反応に先行して，TE野のニューロンでは，先行する周辺視野に提示された顔刺激に対する反応の残滓が観察され，TEO野のニューロンでは，サッケード抑制によるとみられる自発発火の抑制がみられた。
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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
令和４年度は，固視課題及びサッケード課題を訓練したサルの下側頭葉の2つの領域(TEO野とTE野)から記録したニューロン活動を解析した。２つの課題ー固視課題とサッケード課題ーでは，いずれも顔刺激は中心窩に提示されるが，TE野ニューロンでは，中心窩に提示された顔刺激に対する反応に先行して，周辺視野に提示された顔刺激に対する反応の残滓が観察され，TEO野ニューロンでは，サッケード抑制によるとみられる自発発火の抑制がみられた。
このTE野ニューロンで観察された先行する周辺刺激に対する反応の残滓に中心窩刺激に対する反応が重積する効果とTEO野ニューロンで観察されたサッケード抑制は今後の研究の進展に重要な要素となると考えられ，研究は順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和４年度にサッケード課題で，中心窩で捉えられた顔刺激に対する反応を比較し，観察されたTEO野ニューロンとTE野ニューロンの反応潜時の違いには，サッケード前に記憶された顔情報がサッケードにより惹起される反応(memory remapping)の関与が期待される。
今後の研究では、この"memory remapping"をTEO野のニューロンとTE野のニューロンで観察できるかどうかを調べる計画である。この結果から，短期記憶として保持されたサッケード前の視覚情報が、サッケード運動がトリガーとなって呼び起こされ、サッケード後の情報と照合されることで視空間内に定位され、視覚世界が脳内で再構成されるという仮説を検証することができると考えている。
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| Causes of Carryover |
令和４年度のニューロン活動の解析では、TEO野，TE野それぞれ異なるサルから記録されたデータを用いている。論文作成には，それぞれ２頭のサルから記録されたデータを用いることが望ましいが，データ収集のシステムが異なっていたため令和４年度中には解析できなかった。次年度にはこの予算を使用し，今まで解析していなかった他のサルからのデータを解析し，論文作成の準備を進めていく計画である。
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[Presentation] Neural and behavioral correlates of discriminating facial expressions with different skin textures in macaque monkeys2023
Author(s)
Kazuko Hayashi, Narihisa Matsumoto, Keiji Matsuda, Kenichiro Miura, Shigeru Yamane, Mark A. G. Eldridge, Richard C Saunders, Barry J. Richmond, Yuji Nagai, Naohisa Miyakawa, Takafumi Minamimoto, Masato Okada, Kenji Kawano, Yasuko Sugase-Miyamoto
Organizer
日本生理学会 第100回記念大会
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