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両眼立体視における腹側経路・背側経路の適応的機能制御

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 15H01437
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

藤田 一郎  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60181351)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード両眼立体視 / 両眼視差 / 両眼対応問題 / 対応計算 / 相関計算 / 大脳皮質 / 錐体細胞 / 水平軸索 / 両眼相関計算 / 両眼対応計算 / 霊長類 / 大きさの恒常性 / 奥行き知覚 / 3Dビジョン / 視覚
研究実績の概要

左右の目は異なる水平位置から世界を見ているため、左右網膜における外界投影像には位置ズレが生じる。この位置ズレは両眼視差と呼ばれ、その大きさが視覚対象の奥行き位置とほぼ比例するため、脳が視覚対象の奥行きを算出する上での重要な視覚手がかりとなる。本研究では、「両眼立体視において相関計算と対応計算という2つの計算アルゴリズムが働き、奥行き知覚は両者の出力の重み付け加算によって決まり、それぞれの相対的貢献度は視覚刺激の条件により適応的に制御される」という仮説の提唱と検証を目指した。また、これらの知覚を支える視覚経路の解剖学的構造とその生後発達の解明を行った。
相対計算と対応計算の重み付け加算の過程の定式化とモデル計算を行い、本仮説がヒトやサルを対象とした奥行き知覚課題におけるパフォーマンスを定量的に予測することを示した(Fujita & Doi, 2016)。側頭葉視覚経路中段V4野の細胞の集団活動が両眼対応問題の解を与え、上記の対応計算過程の出力シグナルになっていることを示した(Abdolrahmani 他, 2016)。ヒトを対象とした心理物理学実験により、相関計算を行っている脳部位の中に、絶対視差ではなく相対視差を算出している部位があり、その出力が直接的に奥行き知覚に反映されていることを示した(Aoki 他, 準備中)。
一次視覚野(V1)と側頭葉経路最終段である下側頭葉皮質(IT)の水平軸索の形態特徴とその生後発達過程が両者の間で著しく異なることを示した(Wang 他, 2016)。V1野の3層錐体細胞の樹状突起の特徴が視野地図の場所によって変化しないことを示し、脳内視野表現の形成機構の理解を進めた(Oga 他, 2016)。V1, IT, 前頭葉12野の5層錐体細胞の樹上突起の特徴と生後発達過程を明らかにした(Oga 他, 2017)。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 9件、 招待講演 6件) 備考 (5件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] University of Pennsylvania(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Juelich Research Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Postnatal dendritic growth and spinogenesis of Layer-V pyramidal cells differ between visual, inferotemporal, and prefrontal cortex of the macaque2017

    • 著者名/発表者名
      Tomofuji Oga, Guy N. Elston, Ichiro Fujita
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 11:118 ページ: 118-118

    • DOI

      10.3389/fnins.2017.00118

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Weighted parallel contributions of binocular correlation and matching signals to conscious perception of depth2016

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Fujita, Takahiro Doi
    • 雑誌名

      Philosophical Transaction B

      巻: 印刷中 号: 1697 ページ: 20150257-20150257

    • DOI

      10.1098/rstb.2015.0257

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pooled, but not single-neuron, responses in macaque V4 represent a solution to the stereo correspondence problem2016

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Abdolrahmani, Takahiro Doi, Hiroshi M.
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 115 号: 4 ページ: 1917-1931

    • DOI

      10.1152/jn.00487.2015

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Postnatal development of intrinsic horizontal axons in macaque inferior temporal and primary visual cortices2016

    • 著者名/発表者名
      Quanxin Wang, Hisashi Tanigawa, Ichiro Fujita (QW and HT contributed equally to this work)
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: in press ページ: bhw105-bhw105

    • DOI

      10.1093/cercor/bhw105

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Basal dendrites of layer-III pyramidal neurons do not scale with changes in cortical magnification factor in macaque primary visual cortex2016

    • 著者名/発表者名
      Tomofumi Oga, Tsuguhisa Okamoto, Ichiro Fujita
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 10:74 ページ: 74-74

    • DOI

      10.3389/fncir.2016.00074

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Similarity in neuronal firing regimes across mammalian species2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Mochizuki, ..., Ichiro Fujita, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 36 号: 21 ページ: 5736-5747

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0230-16.2016

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      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 大脳皮質と深層学習2016

    • 著者名/発表者名
      三田真志郎、藤田一郎
    • 雑誌名

      脳21

      巻: 19(3) ページ: 98-101

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 大脳皮質におけるテクスチャ表現2016

    • 著者名/発表者名
      畑中岳、藤田一郎
    • 雑誌名

      脳21

      巻: 19(4) ページ: 154-157

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      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Visual processing in the Ventral Pathway: Shape, face, color, material propertis, and stereoscopic depth2016

    • 著者名/発表者名
      Mikio Inagaki, Ichiro Fujita
    • 雑誌名

      Brain and Nerve

      巻: 68 (11) ページ: 1363-1370

    • NAID

      40021002822

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Similarity in neuronal firing regimes across mammalian species2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Mochizuki, Tomokatsu Onaga, Hideaki Shimazaki, ・・・, Ichiro Fujita, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Computation of object size in visual cortical area V4 as a neural basis for size constancy2015

    • 著者名/発表者名
      Shingo Tanaka, Ichiro Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 35 号: 34 ページ: 12033-12046

    • DOI

      10.1523/jneurosci.2665-14.2015

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 超高圧電子顕微鏡による皮質構造の解析2015

    • 著者名/発表者名
      小賀智文、藤田一郎
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 33 (6) ページ: 630-633

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Diffusion properties of human visual white matter correlate with stereoacuity2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Oishi, Hiromasa Takemura, Shuntaro C. Aoki, Ichiro Fujita, Kaoru Amano
    • 学会等名
      Neuroscience 2016, Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 発表場所
      サンディエゴ(米国)
    • 年月日
      2016-11-12
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      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Response sparseness for natural movies in macaque V1 and V4 estimated by 2-photon calcium imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Ikezoe, Takanori Fukazawa, Shinji Nishimoto, Shinjiro Mita, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      Neuroscience 2016, Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 発表場所
      サンディエゴ(米国)
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二つの目で見る世界が立体に見える脳のメカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      藤田一郎
    • 学会等名
      第43回スポーツ心理学会・シンポジウム「三次元世界で物体を認知し・働きかけるための脳内メカニズム」
    • 発表場所
      北星学園大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-11-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高次視覚野の構成と情報処理2016

    • 著者名/発表者名
      藤田一郎
    • 学会等名
      第57回日本視能矯正学会・シンポジウム「視覚情報処理ネットワークを探る」
    • 発表場所
      大阪グランキューブ(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-10-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Relationship of individual differences in stereoacuity to the visual white matter pathways2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Oishi, Hiromasa Takemura, Shuntaro C. Aoki, Ichiro Fujita, Kaoru Amano
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
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      2016 実績報告書
  • [学会発表] Monkeys perceive reversed depth in anti-correlated random dot stereograms2016

    • 著者名/発表者名
      Tomofumi Oga, Mitsuhiro Nakatani, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Neuronal variability across repeated visual presentations of face: comparison between the temporal cortex and amygdala of monkeys2016

    • 著者名/発表者名
      Mikio Inagaki, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Population sparseness is lower in V4 than in V12016

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Mita, Koji Ikezoe, Takanori Fukazawa, Shinji Nishimoto, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of coarse depth judgement based on neural population responses in macaque area MT2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihide Yoshioka, Takahiro Doi, Mohammad Abdolrahmani, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Spatial relation between ocular dominance map and orientation map in layer II of macaque V1 at cellular level resolution2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Takeuchi, Koji Ikezoe, Mikio Inagaki, Kazuhito Hakumoto, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 脳がつくる3D世界~立体視のメカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      藤田一郎
    • 学会等名
      第72回日本弱視斜視学会総会(JASA)・第41回日本小児眼科学会総会(JAPO)合同学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 両眼立体視を支える2つの計算過程とその神経メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      藤田一郎
    • 学会等名
      生理学研究所研究会「視知覚の総合的理解を目指してー生理学、心理物理学、計算論」
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] What fraction of neurons is active when one views natural scenes? : Response sparseness in macaque cortical areas V1 and V4 estimated by 2-photon calcium imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Fujita, Takanori Fukazawa, Shinji Nishimoto, Shinjiro Mita, Koji Ikezoe
    • 学会等名
      The 12th International Congress of Neuroethology (ICN2016)
    • 発表場所
      モンテビデオ(ウルグアイ)
    • 年月日
      2016-04-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] What fraction of neurons is active when one views natural scenes?: Response sparseness in macaque cortical areas V1 and V4 estimated by 2-photon calcium imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Fujita, Takanori Fukazawa, Shinji Nishimoto, Shinjiro Mita, Koji Ikezoe
    • 学会等名
      ICN 2016-International Congress of Neuroethology
    • 発表場所
      モンテビデオ(ウルグアイ)
    • 年月日
      2016-04-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Contribution of binocular correlation-based representation in cortical area MT to stereopsis2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihide Yoshioka, Takahiro Doi, Mohammad Abdolrahmani, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      The 3rd CiNet Conference: Neural mechanism of decision making: Achievements and new directions
    • 発表場所
      脳情報通信融合研究センター(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-02-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Area MT neurons at the population level represent binocular disparity in a manner between correlation-based and match-based representations2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihide Yoshioka, Takahiro Doi, Mohammad Abdolrahmani, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      The 8th Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
    • 発表場所
      バンコク(タイ)
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Postnatal development of dendritic structure of layer III pyramidal neurons in cerebral cortex of marmose2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Sasaki, Tomofumi Oga, Hirosato Aoi, Ichiro Fujita, Noritaka Ichinohe
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      シカゴ(米国)
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stereo processing in macaque visual area MT probed by graded anti-correlation of binocular stimuli2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihide Yoshioka, Takahiro Doi, Mohammad Abdolrahmani, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      The 6th Federation of Asian and Oceanian Neuroscience Societies Congress and the 11th Biennial Conference of Chinese Neuroscience Society
    • 発表場所
      鳥鎮(中国)
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Active exploration of visual scenes by humans and monkeys2015

    • 著者名/発表者名
      Yukako Yamane, Junji Ito, Mika Suzuki, Ichiro Fujita, Sonja Gruen, Hiroshi Tamura
    • 学会等名
      第25回日本神経回路学会
    • 発表場所
      電気通信大学(東京都調布市)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Distinct scan modes in monkey’s free viewing of natural images and related neuronal activities2015

    • 著者名/発表者名
      Junji Ito, Yukako Yamane, Ichiro Fujita, Hiroshi Tamura, Sonja Gruen
    • 学会等名
      The 36th European Conference on VIsual Perception (ECVP2015)
    • 発表場所
      リバプール(英国)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サルV1野およびV4野における視覚反応のスパース性2015

    • 著者名/発表者名
      池添貢司、深澤宇紀、西本伸志、藤田一郎
    • 学会等名
      視覚科学フォーラム第19回研究会
    • 発表場所
      福島グリーンパレス(福島県福島市)
    • 年月日
      2015-08-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 側頭視覚皮質と扁桃体における表情選択性の時間経過の比較2015

    • 著者名/発表者名
      稲垣未来男、藤田一郎
    • 学会等名
      視覚科学フォーラム第19回研究会
    • 発表場所
      福島グリーンパレス(福島県福島市)
    • 年月日
      2015-08-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Binocular disparity tuning functions examined by graded anti-correlation of binocular stimuli in macaque visual area MT2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihide Yoshioka, Takahiro Doi, Mohammad Abdolrahmani, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Orientation and spatial frequency maps in monkey V4 revealed at the single-cell resolution2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Ikezoe, Yusuke Saito, Shinji Nishimoto, Ichiro Fujita
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Orthogonal intersection of functional maps in macaque visual area V42015

    • 著者名/発表者名
      Mahya Amano、Koji Ikezoe、Shinji Nishimoto、Ichiro Fujita
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Active exploration of visual scenes by monkeys: behavior and neuronal activity in primary visual cortex and inferior temporal cortex2015

    • 著者名/発表者名
      Yukako Yamane, Junji Ito, Mika Suzuki, Ichiro Fujita, Sonja Gruen, Hiroshi Tamura
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 両眼立体視の神経メカニズム:眼球と一次視覚野を越えて2015

    • 著者名/発表者名
      藤田一郎
    • 学会等名
      第71回日本弱視斜視学会総会・第40回日本小児眼科科学会総会合同シンポジウム
    • 発表場所
      神戸ポートピアホテル(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 両眼立体視の神経機構: 両眼視差検出から奥行き知覚成立まで2015

    • 著者名/発表者名
      藤田一郎
    • 学会等名
      第119回日本眼科学会総会
    • 発表場所
      ロイトン札幌(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-04-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 大阪大学大学院 生命機能研究科 認知脳科学研究室

    • URL

      http://www2.bpe.es.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 距離が変わっても物体の大きさが一定に見える謎「大きさ恒常性」の神経メカニズムを解明

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/tanaka-fujita-20150827/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Mystery of size constancy untangled

    • URL

      https://cinet.jp/news/20151019_1627/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 大きさの恒常性の神経メカニズムの解明

    • URL

      http://www.fmu.ac.jp/acs/research/page/3

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 「見る」という脳機能の不思議にドイツの研究グループとともに挑む

    • URL

      http://www.osaka-u.ac.jp/ja/news/snapshots/special_issue/research_topics_nl68/201506_special_issue02

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Vision over vision: man, monkey, machine, and network models2016

    • 発表場所
      大阪大学脳情報通信融合研究センター(大阪府吹田市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-01-28  

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