知覚学習の新しい考え方

• Project/Area Number: 17650115
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neurophysiology and muscle physiology
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 宇賀 貴紀 Juntendo University, 医学部, 准教授 (50372933)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2007: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 両眼立体視 / 大脳皮質 / 連合野 / 神経生理学 / 視覚

Research Abstract

長期の学習によって、感覚情報により鋭敏に反応できるようになる学習過程を「知覚学習」と呼ぶ。知覚学習の脳内メカニズムに関する現在の定説は、「感覚情報を担うニューロンの感度が、学習の結果、より鋭敏になることで実現されている」というものである。しかし、サル第一次視覚野ニューロンの感度は学習によってほとんど変化せず、個体の学習能力を説明できないことが知られている。本研究では、知覚学習では感覚ニューロンの感度が上がるのではなく、「学習により、情報量の多い有用な感覚ニューロンから選択的に情報を読み出すことができるようになる」という新しい説を検証する。
昨年度までに、サルがランダムドットステレオグラムの奥行きを答える奥行き弁別課題を学習する過程を行動レベルで追いながら大脳皮質MT野ニューロンの活動を記録した。その結果、ニューロンの弁別閾値は学習過程で変化しなかったのに対し、ニューロン活動からサルの答えを予測できる確率が訓練により上昇することがわかった。今年度はさらに、短期の学習、すなわち日内学習ではどのようなニューロン活動の変化が見られるのかを解析した。すると驚いたことに、日内学習ではニューロンの感度が上昇するのに対し、ニューロン活動からサルの答えを予測できる確率は上昇しないことがわかった。これらの結果は、短期の学習では感覚情報を担うニューロンの感度がより鋭敏になるのに対し、長期の学習では感度の高い感覚ニューロンから上手く情報を読み出すことができるようになることを示唆する。

Research Products

• [Journal Article] Linking neural representation to function in stereoscopic depth perception : roles of the middle temporal area in coarse vs. fine disparity discrimination. (2006)
  • Author(s): Uka T, DeAngelis GC
  • Journal Title: Journal of Neuroscience 26 Pages: 6791-6802
• [Journal Article] Neural correlates of fine depth discrimination in monkey inferior temporal cortex. (2005)
  • Author(s): Uka T, Tanabe S, Watanabe M, Fujita I
  • Journal Title: Journal of Neuroscience 25 Pages: 10796-10802
• [Presentation] Functional coupling between MT responses and behavioral performance during task switching.I.Psychophysical and neuronal switch ratio (2007)
  • Author(s): Sasaki R, Uka T
  • Organizer: Society for Neuroscience, 37th Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego
  • Year and Date: 2007-11-05
• [Presentation] Functional coupling between MT responses and behavioral performance during task switching.II.Correlation between neuronal responses and perceptual judgments (2007)
  • Author(s): Uka T, Sasaki R
  • Organizer: Society for Neuroscience, 37th Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego
  • Year and Date: 2007-11-05
• [Presentation] Responses of MT neurons during task switching:I.Psychophysical and neuronal switch ratio (2007)
  • Author(s): Sasaki R, Uka T
  • Organizer: Neuro2007
  • Place of Presentation: Yokohama
  • Year and Date: 2007-09-10
• [Presentation] Responses of MT neurons during task switching:II.Correlation between neuronal responses and perceptual judgments (2007)
  • Author(s): Uka T, Sasaki R
  • Organizer: Neuro2007
  • Place of Presentation: Yokohama
  • Year and Date: 2007-09-10