2013 Fiscal Year Annual Research Report
腹側高次視覚野における色覚ネットワークの構造と機能の解明
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24300123
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
小松 英彦 生理学研究所, 生体情報研究系, 教授 (00153669)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 視覚 / 知覚 / 大脳 / 色覚 / ニューロン |
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| Research Abstract |
サルのＶ４野、下側頭皮質後部色領域（PITC）、下側頭皮質前部色領域（AITC）から記録したニューロンの色選択性に関して、用いた刺激が背景より明るいか暗いかによってどのように影響されるかを比較した。色選択性は10cd/m2の灰色背景上にCIE-xy色度図上に描いたディスプレイの色域を均等に分割する１５点の色度の色刺激を、背景より明るい輝度（20 cd/m2）および暗い輝度（5 cd/m2）で呈示して調べ、両者の刺激間で反応の相関を計算した。Ｖ４野とPITCでは色選択性は輝度コントラストによって変化したが両者には違いがあり、Ｖ４野では錐体差分信号で説明できる可能性があるのに対して、PITCでは彩度に依存した変化を示すことが分かった。一方AITCでは色選択性は輝度コントラストの影響を受けなかった。これらの領野の色選択性ニューロン集団が色と輝度をどのように表現しているかを、各刺激へのニューロン集団の応答の距離行列を元に多次元尺度構成法（ＭＤＳ解析）で調べた。距離行列は、すべての色のペアに対するニューロン集団の応答の相関係数を１から引いたものとして求めた。距離行列にＭＤＳ解析を施して、その結果を2次元平面にプロットして、背景より明るい色１５色と暗い色15色、計30色の配置を調べた。この解析の結果、Ｖ４野とPITCでは明るい色と暗い色のそれぞれの集団が明瞭に分離していた。またそれと同時に明るい色と暗い色それぞれの集団内では色相にしたがって規則的に配列していた。このことはこれらの領域では輝度と色の両方の情報が表現されていることを示している。それに対してAITCでは明るいか暗いかにかかわらず色度が同じ色が隣接して色相にしたがって色が配置されており、色の情報のみが表現されていることが分かった。これらの結果をまとめた論文を現在作成中である。
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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
Ｖ４野から記録された多数の色選択ニューロンのデータと、これまでに調べた下側頭皮質の色選択性ニューロンのデータを用いて多変量解析の手法によりニューロン集団が伝える情報を可視化することに成功した。その結果、腹側視覚経路において色情報と輝度情報が共通のニューロンで処理され最終的には分離される様子を明らかにすることができた。これは腹側視覚経路における視覚情報処理についての新規な知見と考えられることからおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ｖ４野ニューロンの色選択性が輝度コントラストの影響をどのように受けるかの解析の結果、錐体差分信号で説明できる可能性が出てきた。これは彩度の表現がＶ４野ではまだできておらず下側頭皮質後部に至って初めて生じる可能性を示す重要な知見である。そこで初期視覚野では色選択性の明暗間での違いが錐体差分信号にもとづいて生じることを確認する必要がある。そこで新たに外側膝状体から記録を行い、この領域で色選択性の明暗間での差が錐体差分信号で生じているかどうかを確認する実験を行う。またＶ４野からニューロン活動の記録を継続して行い、色選択性の詳細を更に明らかにしていく。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成２６年３月に購入したいくつかの物品の財務処理が平成２６年度に入ってから行われるために、直接経費の次年度使用額がみかけ上発生しているが、実際には平成２５年度予算を平成２６年度に使用することはない。
Ｖ４野および外側膝状体から記録を行うために必要な消耗品を購入する。また論文発表の費用や成果発表を学会で行うための旅費を必要とする。
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