マルチニューロン計測を用いた大脳皮質局所細胞集団による情報表現能力の定量的解析

• 研究課題/領域番号: 20500285
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 田村 弘 大阪大学, 大学院・生命機能研究科, 准教授 (80304038)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 神経情報処理 / 霊長類 / 視覚連合野 / 視覚 / 情報表現

研究概要

本申請研究では、マルチニューロン計測手法を用いて、霊長類視覚連合野の一つである下側頭葉皮質において、多細胞活動の自空間パターンを詳細に解析した。その結果、単一細胞時間パターンに比べて、多細胞にまたがる空間活動パターンにより多くの情報が存在することを明らかにした(Kaneko et al.,2010)。さらに、大脳皮質局所細胞集団がこれまで考えられていた以上に多様な視覚情報を表現している可能性を明らかにした(Tamura and Kaneko、投稿中)。

研究成果

• [雑誌論文] Multineuronal vectorization is more efficient than time-segmental vectorization for information extraction from neuronal activities in the inferior temporal cortex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, H., Tamura, H., Tate, S., Kawashima. T., Suzuki, S.S., Fujita, I.
  • 雑誌名: Neural Networks 23 ページ: 733-742
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast activation of feedforward inhibitory neurons from thalamic input and its relevance to the regulation of spike sequences in the barrel cortex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura, F., Itami, C., Ikezoe, K., Tamura, H., Fujita, I., Yanagawa, Y., Obata, K., Ohshima, M.
  • 雑誌名: J Physiol 588 ページ: 2769-2787
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detailed analysis of orientation preference map in visual cortex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T., Ikezoe, K., Tamura, H., Watanabe, M., Aihara, K.
  • 雑誌名: 2010 IEEE/ICME International Conference on Complex Medical Engineering (CME) ページ: 151-155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multineuronal vectorization is more efficient than time-segmental vectorization for information extraction from neuronal activities in the inferior temporal cortex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, Tamura, et al.
  • 雑誌名: Neural Networks 巻: 23 ページ: 733-742
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast activation of feedforward inhibitory neurons from thalamic input and its relevance to the regulation of spike sequences in the barrel cortex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Tamura, et al.
  • 雑誌名: J Physiol 巻: 588 ページ: 2769-2787
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detailed analysis of orientation preference map in visual cortex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, Tamura, et al.
  • 雑誌名: 2010 IEEE/ICME International Conference on Complex Medical Engineering (CME) ページ: 151-155
  • 査読あり
• [雑誌論文] A model for learning topographically organized parts-based representations of objects in visual cortex: topographic non-negative matrix factorization. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosoda, K., Watanabe, M., Wersing, H., Korner, E., Tsujino, H., Tamura, H., Fujita, I.
  • 雑誌名: Neural Comp 21 ページ: 2605-2633
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organization of color-selective neurons in macaque visual area V4. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Y., Morimoto, H., Okazaki, Y., Fujita, I., Tamura, H.
  • 雑誌名: J Neuophysiol 102 ページ: 15-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relating Neuronal Firing Patterns to Functional Differentiation of Cerebral Cortex. (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinomoto, S., Kim, H., Shimokawa, T., Matsuno, N., Funahashi, S., Shima, K., Fujita, I., Tamura, H., Doi, T., Kawano, K., Inaba, N., Fukushima, K., Kurkin, S., Kurata, K., Taira, M., Tsutsui, K., Komatsu, H., Ogawa, T., Koida, K., Tanji, J., Toyama, K.
  • 雑誌名: PLOS Comp Biol 5
  • NAID: 120003780186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relating neuronal firing patterns to functional differentiation of cerebral Cortex (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinomoto, et al
  • 雑誌名: PLOS Comp Biol 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organization of color-selective neurons in macaque visual area V4 (2009)
  • 著者名/発表者名: Kotake, et al.
  • 雑誌名: J Neuophysiol 102 ページ: 15-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] A model for learning topographically organized parts-based representations of objects in visual cortex : topographic non-negative matrix factorization.
  • 著者名/発表者名: Hosodaら
  • 雑誌名: Neural Computation (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] Multiprobe multiple single-unit recordings and visual information processing in the primate brain (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村弘
  • 学会等名: 第3回日独計算神経科学ワークショップ
  • 発表場所: 恩納村
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] Multiprobe multiple single-unit recordings and visual information processing in the primate brain (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村
  • 学会等名: 3rd Japan-Germany Joint Workshop on "Computational Neuroscience"
  • 発表場所: 恩納(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] 大脳皮質局所細胞集団による多様な情報のコーディング (2010)
  • 著者名/発表者名: 田村弘
  • 学会等名: 生理学研究所研究会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] 大脳皮質局所細胞集団による多様な情報のコーディング (2010)
  • 著者名/発表者名: 田村
  • 学会等名: 生理学研究所研究会大脳皮質局所回路の機能原理
  • 発表場所: 岡崎(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] Pairwise maximum entropy models explain correlated activity of neural populations in the inferior temporal cortex of macaque monkeys. (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩崎博史, 本永拓, 田村弘, 藤田一郎
  • 学会等名: Neuroscience 2010 (the 40th annual meeting of the Society for Neuroscience)
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Pairwise maximum entropy models explain correlated activity of neural populations in the inferior temporal cortex of macaque monkeys. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, Tamura, et al.
  • 学会等名: Soc.Neurosci
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Inputs from single neurons in the visual cortex affect spike-timing of locally connected neurons but do not modulate their firing rate and sensory tuning curves. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H., Asada R., Mizoguchi R., Ohzawa I., Fujita I., Tamura H.
  • 学会等名: Neuroscience 2010 (the 40th annual meeting of the Society for Neuroscience)
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2010-11-14
• [学会発表] Inputs from single neurons in the visual cortex affect spike-timing of lo cally connected neurons but do not modulate their firing rate and sensory tuning curves. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Tamura, et al.
  • 学会等名: Soc.Neurosci
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2010-11-14
• [学会発表] 色と運動方向の組み合わせに選択的な活動を示すマカク属サルV2野神経細胞 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒殿航輔、田村弘
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] サル下側頭葉皮質の神経細胞群が示す相関発火は2細胞間の相互作用で説明できる (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩崎博史、本永拓、田村弘、藤田一郎
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] 電流源密度解析法を用いたサル下側頭葉皮質における層特異的な反応特性の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤淳司、田村弘、Einevoll GT.、Gruen S.
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] 色と運動方向の組み合わせに選択的な活動を示すマカタ属サルV2野神経細胞 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒殿、田村
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] サルV2野細胞の色と運動方向の組み合わせに対する選択的応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田村弘、荒殿航輔
  • 学会等名: 視覚科学フォーラム第14回研究会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-08-27
• [学会発表] Pairwise interactions underlie correlated activity of neurons in monkey inferior temporal cortex (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩崎博史, 本永拓, 田村弘, 藤田一郎
  • 学会等名: 脳と心のメカニズム第11回夏のワークショップ「知覚と運動」
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-07-27
• [学会発表] Mapping receptive fields on mouse primary visual cortex : Reverse correlation using two-photon calcium imaging Neuroscience 2009 (2009)
  • 著者名/発表者名: Mori Y., Ikezoe K., Furutaka K., Kitamura K., Tamura H., Fujita I.
  • 学会等名: the 39th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] Mapping receptive fields on mouse primary visual cortex : Reverse correlation using two-photon calcium imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: 森, et al.
  • 学会等名: The 39th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] Irregularity in arrangement of orientation-selective neurons in monkey V1 revealed by in vivo 2-photon calcium imaging Neuroscience 2009 (2009)
  • 著者名/発表者名: kezoe K., Mori Y., Kitamura K., Tamura H., Fujita I.
  • 学会等名: the 39th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2009-10-18
• [学会発表] Irregularity in arrangement of orientation-selective neurons in monkey V1 revealed by in vivo 2-photon calcium imagin (2009)
  • 著者名/発表者名: 池添, et al.
  • 学会等名: The 39th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2009-10-18
• [学会発表] 多様な視覚情報を表現するニューロン集団の下側頭葉皮質における空間的拡がり (2009)
  • 著者名/発表者名: 田村弘、金子秀和
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 多様な視覚情報を表現するニューロン集団の下側頭葉皮質における空間的拡がり (2009)
  • 著者名/発表者名: 田村弘, 金子秀和
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] マウス一次視覚野の受容野構造地図:2光子カルシウムイメージングを用いた逆相関法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森理也、池添貢司、古高潤一、喜多村和郎、田村弘、藤田一郎
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] サルV1における方位選択性細胞の空間配置:2光子カルシウムイメージングによる可視化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池添貢司、森理也、喜多村和郎、田村弘、藤田一郎
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] マウス一次視覚野の受容野構造地図 : 2光子カルシウムイメージングを用いた逆相関法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森, ら
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] サルV1における方位選択性細胞の空間配置 : 2光子カルシウムイメージングによる可視化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池添, ら
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 多様な視覚情報を表現する下側頭葉皮質細胞集団の空間的拡がり (2009)
  • 著者名/発表者名: 田村弘、金子秀和
  • 学会等名: 第13回視覚科学フォーラム
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] 多様な視覚情報を表現する下側頭葉皮質細胞集団の空間的拡がり (2009)
  • 著者名/発表者名: 田村弘, 金子秀和
  • 学会等名: 第13回視覚科学フォーラム
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] Spatial arrangement of orientation selectivity in layer 2/3 of macaque V1 revealed with in vivo 2-photon calcium imaging. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ikezoe K., Mori Y., Kitamura K., Tamura H., Fujita I.
  • 学会等名: The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences (IUPS2009)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Spatial arrangement of orientation selectivity in layer 2/3 of macaque V1 revealed with in vivo 2-photon calcium imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: 池添, et al.
  • 学会等名: The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Development of noise correlation in rat barrel columns. Neuroscience 2008 (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikezoe K., Tamura H., Kimura F., Fujita I.
  • 学会等名: the 38th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, DC
  • 年月日: 2008-11-18
• [学会発表] Development of noise correlation in rat barrel columns. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikezoeら
  • 学会等名: Neuroscience 2008
  • 発表場所: Washington, DC, USA
  • 年月日: 2008-11-18
• [学会発表] Postnatal development of response covariation in neurons within a barrel column of rat S1. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikezoe K., Tamura H., Kimura F., Fujita I.
  • 学会等名: 「脳と心のメカニズム」第9回夏のワークショップ
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-08-09
• [学会発表] Comparison of temporal frequency tuning of single neurons between visual cortical areas V1 and TE: in vitro whole cell clamp analysis. (2008)
  • 著者名/発表者名: 石川理子、丸山敦子、細山大輔、吉村由美子、田村弘、小松由紀夫、佐藤宏道、藤田一郎
  • 学会等名: 「脳と心のメカニズム」第9回夏のワークショップ
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-08-09
• [学会発表] Introduction of an automatic spike sorter, Clust016 ; its features and performance evaluation (2008)
  • 著者名/発表者名: 金子秀和, 田村弘
  • 学会等名: マルチニューロン研究会2008
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-13
• [学会発表] ラット感覚野ニューロン群におけるノイズ相関の生後発達 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池添貢司、田村弘、木村文隆、藤田一郎
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-10
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www2.bpe.es.osaka-u.ac.jp/