混合スパース符号化理論に基づく下側側頭野の顔ネットワーク計算モデル

• 研究課題/領域番号: 18K11517
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分61060:感性情報学関連
• 研究機関: 株式会社国際電気通信基礎技術研究所
• 研究代表者: 細谷 晴夫 株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 主任研究員 (50335296)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 深層生成学習 / 顔ニューロン / 下側側頭野 / 高次視覚野 / 機械学習 / 深層学習

研究成果の概要

脳の高次視覚野の顔ネットワークから着想した２つの深層生成学習モデルgroup-based variational autoencoder (GVAE)およびその拡張である混合GVAEを開発した。これらの人工知能性能および、サルの顔ニューロンの応答特性の再現性を定量的に評価し、既存モデルとの優位性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

複雑の高次視覚野の計算原理の解明に向けて、重要な一歩を踏むことができた。また、構築した深層生成学習モデルは一般性があり、物体画像以外のデータセットにも幅広く適用可能性がある。

研究成果

• [国際共同研究] ロックフェラー大学(米国)
• [雑誌論文] Neuroscience: A Face’s Journey through Space and Time (2021)
  • 著者名/発表者名: Freiwald Winrich A.、Hosoya Haruo
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 31 号: 1 ページ: R13-R15
  • DOI: 10.1016/j.cub.2020.10.065
  • 国際共著
• [雑誌論文] Convolutional neural networks explain tuning properties of anterior, but not middle, face-processing areas in macaque inferotemporal cortex (2020)
  • 著者名/発表者名: Raman Rajani、Hosoya Haruo
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 3 号: 1 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1038/s42003-020-0945-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Group-based learning of disentangled representations with generalizability for novel contents (2019)
  • 著者名/発表者名: Haruo HOSOYA
  • 雑誌名: 28th International Joint Conference on Artificial Intelligence(IJCAI2019) 巻: N/A
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Does CNN explain tuning properties of macaque face-processing system? (2019)
  • 著者名/発表者名: Raman RAJANI, Haruo HOSOYA
  • 雑誌名: Conference on Cognitive Computational Neuroscience(CCN2019) 巻: N/A
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A deep generative model explaining tuning properties of monkey face processing patches (2019)
  • 著者名/発表者名: Haruo HOSOYA
  • 雑誌名: Conference on Cognitive Computational Neuroscience(CCN2019) 巻: N/A
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] CIGMO: Learning categorical invariant deep generative models from grouped data (2021)
  • 著者名/発表者名: Haruo Hosoya
  • 学会等名: ICLR Workshop on Weakly Supervised Learning
  • 国際学会
• [学会発表] A deep generative model explaining tuning properties of monkey face processing patches (2020)
  • 著者名/発表者名: Haruo Hosoya
  • 学会等名: 第43回日本神経科学大会
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluating CNNs as a model of face processing network of the macaque (2019)
  • 著者名/発表者名: Raman RAJANI, Haruo HOSOYA
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会(Neuro2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Generalizability of disentangled representations for novel contents (2019)
  • 著者名/発表者名: 細谷 晴夫
  • 学会等名: 脳と心のメカニズム第19回冬のワークショップ
• [学会発表] Towards computational understanding of facial coding in the macaque (2018)
  • 著者名/発表者名: 細谷 晴夫
  • 学会等名: Cinet Friday Lunch Seminar
  • 招待講演
• [学会発表] 霊長類脳における顔認識系の計算論 (2018)
  • 著者名/発表者名: 細谷 晴夫
  • 学会等名: 京都大学「脳科学に関わる数理」セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Computational models of the face processing system in the primate brain (2018)
  • 著者名/発表者名: 細谷 晴夫
  • 学会等名: 科学研究費新学術領域「脳と人工知能」第5回領域会議
  • 招待講演
• [学会発表] Does CNN explain the properties of the middle face patch area of primate? (2018)
  • 著者名/発表者名: RAJANI Raman, Haruo HOSOYA
  • 学会等名: Society for Neuroscience 48th Annual Meeting(Neuroscience2018)
  • 国際学会