| 研究課題/領域番号 |
19K12743
|
|---|
| 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90030:認知科学関連
|
|---|
| 研究機関 | 沼津工業高等専門学校 |
|---|
研究代表者 |
宮下 真信 沼津工業高等専門学校, 制御情報工学科, 教授 (20443038)
|
|---|
| 研究分担者 |
田中 繁 電気通信大学, 脳・医工学研究センター, 特任教授 (70281706)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
|
|---|
| キーワード | primary visual cortex / self-organization / neural dynamics / length tuning / contrast-response / Gestalt psychology / figure-ground separation / 第一次視覚野 / 単純型細胞 / シナプス形成 / 方位/方向選択性 / 受容野 / 方位表現 / 自己組織化 / 神経ダイナミクス / 視覚野 / 方位マップ / 抑制性介在細胞 / スパイン / シナプス数 / 臨界期 / 文脈依存応答 / 自己組織化数理モデル / スパイク放電型神経モデル / 有棘型星状細胞 / 無棘型星状細胞 / 長距離水平結合 / 文脈異存応答 / 棘型星状細胞 / 刺激長チューニング / コントラスト / 一次視覚野 / 複雑型細胞 / ゲシュタルト心理学 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
視覚認知に関連する文脈依存効果がどのような神経メカニズムによって誘導されるのか、という問題は、神経生理学やゲシュタルト心理学で議論されてきた。これまでに、文脈依存の応答が一次視覚野2/3層に存在する長距離水平結合が関連しているという学説が提唱されてきた。しかしながら、げっ歯類動物では方位選択性を示す細胞が少なく、slat & pepperと呼ばれる不規則な構造をしており、2/3層での長距離水平結合はサルやネコとは異なっていると考えられる。本研究では、自己組織化数理モデルで再現された方位構造に神経ダイナミクスの数理モデルを適用し、方位表現の違いが文脈依存の応答に与える影響について研究を進める。
|
| 研究成果の概要 |
ネコの一次視覚野の多くの細胞は方位選択的応答を示し、最適方位に基づいた規則的な構造があるのに対し、げっ歯類ではsalt & pepperと呼ばれる方位表現となっており、視覚応答に乏しい細胞も多く存在している。方位表現の違いが細胞応答にどのような影響を及ぼすのかを明らかにするため、膝状体-視覚野間の神経結合の自己組織化モデルで得られた神経回路網にスパイク放電型の神経モデルを適用した。ここでは、視覚刺激として正弦波状の格子パッチを用い、刺激方向に沿って格子パッチの輝度コントラストや長さを変化させた。その結果、方位表現の規則性が、輝度コントラストの広いダイナミックレンジに寄与することが示唆された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
私たちは、視野の中心に提示された図形(図)とその周辺に提示された画像(地)のテクスチャが同じときは図と地を分離できないが、異なるときは図を地から切り離して認識することができる。このゲシュタルト心理学で知られる「図地分離」の問題を神経活動から説明することが本研究の目的である。ヒトやサル、ネコの大脳視覚野には神経細胞のもつ方位選択性に基づいた規則的な構造が存在するのに対し、マウスなどのげっ歯類動物ではsalt & pepperと呼ばれる不規則な構造を呈している。本研究では、ネコで観れる規則的な構造とげっ歯類動物の不規則な構造を数理モデルで再現し、図と地の分離に関連する神経細胞の応答の違いを調べた。
|
