研究課題
特別研究員奨励費
過去20年間で、マウスは視覚神経科学研究の主要な動物モデルになりました。一方でマウスの視覚の限界と複雑さはいまだ未解決の部分も多く、これらを明らかにすることは極めて重要な問題です。視覚的テクスチャは、高度な複雑さを示す視覚的刺激の一種であり、この分野での斬新で未知の研究の質問への扉を開きます。 私の研究は、この質問に答えるために、最先端のニューロイメージング技術と組み合わせて複雑な合成視覚テクスチャを利用することにより、マウスの視覚の限界を理解することを中心に展開しています。
本研究では、哺乳類の視覚情報処理において重要な役割を果たすテクスチャの理解を深めることを目的としました。テクスチャは、パターン検出やオブジェクトの区切り、分類などの知覚タスクにおいて重要な情報を効率的に表現します。マウスを用いて、視覚皮質におけるテクスチャの処理を調査しました。実験では、畳み込みニューラルネットワークを用いて、テクスチャと同じ低次特徴を持つスクランブル刺激を生成し、マウスが異なるテクスチャ間で識別できるかどうかを評価しました。その結果、マウスは異なるテクスチャ家族間での識別が可能であることが示されました。一次視覚野（V1）と二次視覚野（LM）の神経基盤を調査するために、広域および2光子GCaMPイメージング技術が使用されました。実験結果から、マウスの一次視覚野（V1）と二次視覚野（LM）の神経応答がテクスチャに対して異なることが明らかになりました。LMの応答変調がV1よりも高いことが示されました。さらに、テクスチャ統計量を特徴として使用して個々の細胞の応答を予測するために線形エンコーダモデルが訓練され、LMの神経応答がV1よりもモデルでより適切に捉えられることが示されました。また、マウスにおけるテクスチャ視覚が存在し、哺乳類の種間でテクスチャ処理の神経原理が保存されていることが示唆されました。今後の研究では、これらの神経メカニズムの詳細をさらに解明し、視覚システムの理解を進めることが期待されます。さらなる研究は、テクスチャ処理のメカニズムを明らかにすることで、視覚認識や知覚タスクに関する理解を深め、人工知能や機械学習の分野において新たなアプローチや技術の開発に貢献することが期待されます。また、視覚システムの機能と構造の比較研究を通じて、哺乳類の視覚処理に共通する原理を探求し、神経科学の基本的な問題に対する理解を向上させることができます。
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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