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2016 Fiscal Year Annual Research Report

図地の知覚と皮質におけるその群表現 --- 自然光景の理解に向けて

Research Project

Project/Area Number 26280047
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

酒井 宏  筑波大学, システム情報系, 教授 (80281666)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山根 ゆか子  大阪大学, 生命機能研究科, 日本学術振興会特別研究員 (70565043)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords認知科学 / 神経科学 / 脳・神経 / 画像・文章・音声等認識 / 心理物理実験 / 知覚 / 視覚 / 計算神経科学
Outline of Annual Research Achievements

視覚の目的は,光景中の何処に何があるかを知ることにある。図地分離は,光景を理解する上で基礎となる根源的な問題である。本研究は,複雑な自然光景のなかで背景(地)から物体領域(図)を分離する視覚メカニズムを明らかにすることを目的とする。
H28年度は,電気生理実験から得られた,自然画像に対する視覚皮質(V4)にある神経細胞の応答を解析し,その機能の理解を本格的に実施した。定量的な知覚対応をもつ系統的な自然輪郭刺激を呈示して,多数(計約2,000個)の細胞からの同時記録を得ることに成功した。Visual Response, CRF位置等の制約を満たす,図地分離に関連する応答を示す細胞を200個程認めた。刺激の位置を系統的に制御した時の反応から,細胞が図または地に対する選好性を示すかどうかを総合的に解析した。さらに,刺激呈示前,呈示後0-100ms,100-200ms の時期に分けて,BO,・FG 選択性および同期について解析し,この結果から神経機構の制約について考察した。神経応答は50msでFG変調を示した。このことは,feed-forward が重要な役割を果たしていることを示唆する。
計算実験を並行して行って,FG選択性を示す細胞群の反応の統合による図地表現について解析を行った。単一のFG選択性細胞の示す自然画像に対する図地識別の正答率は55%程度であったが,30個程度の細胞群は80%程度の正答を示し得ることが判った。この結果は,V4細胞は集団として図地を表現していることを示す。
自然画像を呈示した時の視線追跡実験を本格的に実施し,BO判断,FG判断の差異について解析した。知覚は両者に差がないが,眼球移動は異なっていることが判った。このことは,BOとFGが異なる神経基盤を有することを示唆する。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Modeling the Time-Course of Responses for the Border Ownership Selectivity Based on the Integration of Feedforward Signals and Visual Cortical Interactions.2017

    • Author(s)
      N. Wagatsuma and K. Sakai
    • Journal Title

      Frontiers in Psychology

      Volume: 7 Pages: Article 2084

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2016.02084

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Representation of local figure-ground by a group of V4 cells.2016

    • Author(s)
      M. Hasuike, Y. Yamane, H. Tamura and K. Sakai
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 9947 Pages: 131-137

    • DOI

      10.1007/978-3-319-46687-3_14

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Perceptual Representation of Material Quality --- Adaptation to BRDF-morphing Images2016

    • Author(s)
      K. Kudou and K. Sakai
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 9947 Pages: 208-212

    • DOI

      10.1007/978-3-319-46681-1_25

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 大脳皮質はどのように物体を表現しているのか --- 自然画像に最適化した階層的抽象化2017

    • Author(s)
      酒井 宏
    • Organizer
      つくば新分野産業開拓懇談会
    • Place of Presentation
      筑波研究支援センター,茨城県つくば市
    • Year and Date
      2017-02-03
    • Invited
  • [Presentation] 対称軸への順応形状とパターンの相互作用2017

    • Author(s)
      坂田結衣,酒井 宏
    • Organizer
      日本視覚学会,2017 冬季大会
    • Place of Presentation
      NHK技術研究所,東京都世田谷区
    • Year and Date
      2017-01-20
  • [Presentation] 表面質感の皮質表現―順応実験による心理物理学的探索―2017

    • Author(s)
      工藤功基,酒井 宏
    • Organizer
      日本視覚学会,2017 冬季大会
    • Place of Presentation
      NHK技術研究所,東京都世田谷区
    • Year and Date
      2017-01-20
  • [Presentation] Wavelet変換を用いた光沢感を生起する照明の探索2017

    • Author(s)
      森 唯人,酒井 宏
    • Organizer
      日本視覚学会,2017 冬季大会
    • Place of Presentation
      NHK技術研究所,東京都世田谷区
    • Year and Date
      2017-01-19
  • [Presentation] Figure-Ground Segregation by a Population of V4 cells.2016

    • Author(s)
      K. Sakai, M. Hasuike, D. Minowa, Y. Yamane, H. Tamura
    • Organizer
      Society of Neuroscience, Annual Meeting 2016
    • Place of Presentation
      San Diego, CA, USA
    • Year and Date
      2016-11-12
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Perceptual Representation of Material Quality -- Adaptation to BRDF-morphing Images2016

    • Author(s)
      K. Kudou and K. Sakai
    • Organizer
      International Conference on Neural Information Processing(ICONIP) 2016
    • Place of Presentation
      京都大学,京都市
    • Year and Date
      2016-10-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Representation of local figure-ground by a group of V4 cells.2016

    • Author(s)
      M. Hasuike, Y. Yamane, H. Tamura and K. Sakai
    • Organizer
      International Conference on Neural Information Processing(ICONIP) 2016
    • Place of Presentation
      京都大学,京都市
    • Year and Date
      2016-10-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳科学から見えてくる新世代の人工知能(大脳皮質からDeep Leaningへ)2016

    • Author(s)
      酒井 宏
    • Organizer
      認知症高齢者見守り機構の研究開発 定例会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学,名古屋市
    • Year and Date
      2016-06-20
    • Invited
  • [Presentation] ニューロサイエンス最前線:大脳皮質からディープラーニングへ2016

    • Author(s)
      酒井 宏
    • Organizer
      茨城研究開発型企業交流協会(IRDA) 総会
    • Place of Presentation
      筑波山江戸屋,茨城県つくば市
    • Year and Date
      2016-05-26
    • Invited
  • [Presentation] Adaptation to Symmetry Axis.2016

    • Author(s)
      Y. Sakata and K. Sakai
    • Organizer
      Vision Sciences Society, Annual Meeting 2016
    • Place of Presentation
      St. Petersburg, FL, USA
    • Year and Date
      2016-05-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Simultaneous Representation of Shape and Material --- Adaptation to Material Alters the Perception of Depth ---2016

    • Author(s)
      K. Sakai and T. Oyakawa
    • Organizer
      Vision Sciences Society, Annual Meeting 2016
    • Place of Presentation
      St. Petersburg, FL, USA
    • Year and Date
      2016-05-15
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 研究テーマ概要のご紹介

    • URL

      http://www.cvs.cs.tsukuba.ac.jp/research.html

URL: 

Published: 2018-01-16  

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