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V1野局所構造における空間周波数処理のダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 16K01965
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 脳計測科学
研究機関京都産業大学

研究代表者

田中 宏喜  京都産業大学, 情報理工学部, 准教授 (40335386)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードV1野 / 空間周波数 / 脳視覚情報処理 / コラム構造 / チューニングダイナミクス / 多点電極 / 空間周波数チューニングダイナミクス / 視覚情報処理 / 局所構造 / コラム
研究成果の概要

視覚情報処理に必須の大脳部位である第一次視覚野(V1野)では、似た空間周波数選択性をもつ細胞が、局所領域に垂直方向に伸びて集まり、コラムを形成していることが2光子イメージング研究などから示唆されている。本研究は、コラム内部の細胞集団の活動を多点電極により同時記録し、解析することで、コラム単位で伝達される空間周波数情報が、時間とともに高い空間周波数へと移っていくこと、より広い範囲の空間周波数信号が伝達されることを明らかにした。このコラムの経時的な処理は、V1野全体で普遍的にみられた。さらに、このチューニングの時間変化は、V1野の入力層レベルで形成されていることも明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コラムは大脳皮質における情報処理の基本単位と考えられており、その動作のダイナミクスの解明は脳の情報処理を理解する上で重要である。これまで、単一細胞レベルでの視覚情報伝達ダイナミクスの研究は多く行われてきたが、コラムを単位としたダイナミクスの研究はあまり行われていない。本研究は、細胞集団の空間周波数応答がどのように時間変化するのかをコラム単位で詳細に調べ、コラムレベルでの視覚情報処理ダイナミクスを特徴づけることにより、脳視覚情報処理に新たな知見を加えた。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークの判断根拠を可視化する手法の評価2019

    • 著者名/発表者名
      森 澪希・田中宏喜
    • 学会等名
      ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Contrast-dependent spatial frequency tuning dynamics in the cat area 17/182019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tanaka
    • 学会等名
      Society for neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of contrast-dependent spatial frequency tunings in the cat V12019

    • 著者名/発表者名
      田中宏喜
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Local organization of spatial frequency tuning dynamics and its relation to population information transmission in the cat primary visual cortex2018

    • 著者名/発表者名
      田中宏喜、大澤五住
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Local organization of spatial frequency tuning dynamics in the cat primary visual cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka H and Ohzawa I
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of loose neuronal correlation on response timing and amplitude of cat V1 neurons to movies of rapidly changing sinusoidal gratings.2017

    • 著者名/発表者名
      本谷健太、井上真一、田中宏喜
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] V1野集団活動によるフラッシュサイン波ムービー刺激にたいする細胞応答タイミングの予測2017

    • 著者名/発表者名
      本谷健太、井上真一、田中宏喜
    • 学会等名
      視覚科学フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] V1野空間周波数チューニングのダイナミクスとその構造2016

    • 著者名/発表者名
      清水駿、井上真一、田中宏喜
    • 学会等名
      ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学(大阪府寝屋川市)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコ第一次視覚野の局所領域における空間周波数チューニングダイナミクスの多様性2016

    • 著者名/発表者名
      田中宏喜、大澤五住
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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