視覚世界安定化の神経機構―楔前部仮説の検証

• 研究課題/領域番号: 17H00742
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 認知科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 北澤 茂 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (00251231)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円); 2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2019年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円); 2018年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2017年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: 視覚安定化 / 背景座標系 / 網膜座標系 / 楔前部 / 視覚安定性 / サッケード / 背景座標 / 深層学習 / 外部座標系

研究成果の概要

我々は毎秒3回も目を動かすのに、周囲の世界は動かない。脳はいかにして視覚世界を安定させるのか。我々は、ずれた網膜像が「背景」を基準にして統合されるという「背景座標仮説」を提唱して、検証した。本研究では、1)「背景座標ニューロン」がサルの楔前部に存在することを神経生理学的な研究により実証し、2)楔前部の外乱により視覚世界の安定性が損なわれること、を示した。本研究を通じて、1000年以上にわたって議論が続いてきた知覚の基本問題に新たな視点から実質的な回答を与えることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

目を動かしても世界が動かないのはなぜか、という問題はすぐに体験できるだけでなく、1000年にわたって繰り返し議論されてきた「基本的な」問題である。「サッケード抑制」が標準的な回答とされてきたが、これは問の1/3程度を説明するに過ぎない。我々は先行研究を総合して、「脳のネットワークの中心である楔前部に背景を中心とする座標系が在ること」が回答であるという仮説を提案して、検証に成功した。この研究成果は、1000年来の問題に実質的な回答を与えたという意義があると考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Neural Correlates of Temporal Presentness in the Precuneus: A Cross-linguistic fMRI Study based on Speech Stimuli (2021)
  • 著者名/発表者名: Tang L, Takahashi T, Shimada T, Komachi M, Imanishi N, Nishiyama Y, Iida T, Otsu Y, Kitazawa S
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: 31 (3) 号: 3 ページ: 1538-1552
  • DOI: 10.1093/cercor/bhaa307
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prism adaptation: Reflections and future shifts for circular translational research? (2020)
  • 著者名/発表者名: Nijboer Tanja、Kitazawa Shigeru、Rossetti Yves
  • 雑誌名: Cortex 巻: 126 ページ: 213-216
  • DOI: 10.1016/j.cortex.2020.01.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcranial Static Magnetic Stimulation of the Precuneus Erases Short-Term Scene Memories (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Yoshiaki、Kitazawa Shigeru
  • 雑誌名: SSRN Electronic Journal 巻: -
  • DOI: 10.2139/ssrn.3741228
• [雑誌論文] Automatic encoding of a target position relative to a natural scene (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Nobuyuki、Uchimura Motoaki、Kitazawa Shigeru
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 122 号: 5 ページ: 1849-1860
  • DOI: 10.1152/jn.00032.2018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Motor Error in Parietal Area 5 and Target Error in Area 7 Drive Distinctive Adaptation in Reaching (2018)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Kitazawa S
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 28 号: 14 ページ: 2250-2262
  • DOI: 10.1016/j.cub.2018.05.056
  • 査読あり
• [学会発表] デフォルトモードネットワークに表現される「今」と「ここ」 (2021)
  • 著者名/発表者名: 北澤 茂
  • 学会等名: 脳とこころの医療を考える
  • 招待講演
• [学会発表] The here and now in the default mode network. (2020)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kitazawa
  • 学会等名: The 43rd Annual Meeting Japan Society for Neuroscience
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 「今」と「ここ」は脳のどこにあるのか (2020)
  • 著者名/発表者名: 北澤 茂
  • 学会等名: 第30回日本神経回路学会全国大会
  • 招待講演
• [学会発表] 「今」と「ここ」は脳のどこにあるのか (2020)
  • 著者名/発表者名: 北澤 茂
  • 学会等名: 第4回日本脳神経外科認知症学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] The here and now in the default mode network (2019)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kitazawa
  • 学会等名: The 20th RIES-Hokudai International Symposium
  • 招待講演
• [学会発表] Sophisticated neural networks for generating error signals that drive adaptation in reaching (2019)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kitazawa, Masato Inoue
  • 学会等名: The 10th IBRO World Congress of Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Direct coordinate transformation from the retinotopic to the allocentric in the monkey precuneus (2019)
  • 著者名/発表者名: Motoaki Uchimura, Hironori Kumano, Sshigeru Kitazawa
  • 学会等名: The 10th IBRO World Congress of Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] 「身体・空間・時間」 (2019)
  • 著者名/発表者名: 北澤 茂
  • 学会等名: 新学術領域「身体性システム」第３回公開シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 「今・ここ」とデフォルトモードネットワーク (2019)
  • 著者名/発表者名: 北澤 茂
  • 学会等名: 電子情報通信学会 NC研究会・MBE研究会・計測自動制御学会 生体・生理工学研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 「今・ここ」とデフォルトモードネットワーク (2019)
  • 著者名/発表者名: 北澤 茂
  • 学会等名: 第１回獨協神経生理学セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] The here and now in the default mode network (2019)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S
  • 学会等名: Consciousness Research Network 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Error signals in reaching: neural representations and their roles in optimizing the movement (2019)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S
  • 学会等名: Computation and representation in brains and machines, The 5th CiNet Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Error signals in reaching: neural representations and their roles in optimizing the movement (2019)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S
  • 学会等名: Neuronal circuits in motor behavior, OIST workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 目を動かしても世界が動かないのはなぜか (2018)
  • 著者名/発表者名: 北澤 茂
  • 学会等名: 第55回日本臨床分子医学会
  • 招待講演
• [学会発表] In search of allocentric coordinates :where they are and how they emerge (2018)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa S
  • 学会等名: IDG/ McGovern Institute for Brain Research, Peking Univ
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ego- and allocentric information encoded by neurons in the monkey precuneus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Motoaki Uchimura. Hironori Kumano, Shigeru Kitazawa
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference-Primate Neuroscience: From Perception to Cognition & Disease Models
  • 国際学会
• [学会発表] Rapid allocentric coding in the monkey precuneus (2017)
  • 著者名/発表者名: Motoaki Uchimura, Hironori Kumano, Shigeru Kitazawa
  • 学会等名: Neuroscience 2017, annual meeting of society for neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] サル楔前部の外部座標系ニューロン (2017)
  • 著者名/発表者名: 内村元昭, 熊野弘紀, 北澤茂
  • 学会等名: 第40回日本神経科学会
• [学会発表] In search of allocentric coordinates; where they are and how they emerge (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kitazawa
  • 学会等名: RIKEN BSI Summer Program 2017 “Exploring and Emulating the Brain”
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 医師・医学生のための人工知能入門 (2020)
  • 著者名/発表者名: 北澤 茂
  • 総ページ数: 192
  • 出版者: 中外医学社
  • ISBN: 4498048849
• [備考] 自分が間違えたのか、相手が動いたのか！？
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/kitazawa-20180706/