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下側頭葉視覚連合野における顔を表現する機能構造の枠組み

公募研究

研究領域学際的研究による顔認知メカニズムの解明
研究課題/領域番号 23119729
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 複合領域
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

谷藤 学  独立行政法人理化学研究所, 脳統合機能研究チーム, チームリーダー (60197530)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2012年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2011年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード下側頭葉 / 物体像認識 / 機械学習 / 機能コラム / 光学的計測 / 顔認識 / クラスター解析 / カラム / 機能構造
研究実績の概要

サル下側頭葉視覚連合野において「顔」が下側頭葉視覚連合野において、階層的に表現されていることを昨年度明らかにした。一番上位の階層は、脳表上の数㎜の領域を占めるドメインで顔全般に対して他の物体像より高い反応を示す。2番目の階層は、ドメインの中にあって、脳表上で0.5㎜の大きさを持つカラムである。個々のカラムは、顔の種類(ヒトの顔かサルの顔か)や、顔の目鼻が正しく配置されているか否かに対して異なる反応を示す。これらの結果から、ドメインは顔のカテゴリーを表現し、ドメインの中のコラムは顔の中にある図形特徴を表現していると推測した。
本年度は、カラムが図形特徴を表現しているという直接的な証拠を得るために、カラムのさまざまな物体像に対する応答のばらつきを説明できるような図形特徴を決定する試みを行った。この研究では、まず100個の物体像に対するカラムの応答を記録する。次に、細胞が符号化している図形特徴が多くの自然画像のどこかに顕在化していると考えて、刺激画像を含まない5万個の自然画像の断片の中から、細胞の応答をよく説明する断片を、機械学習の手法で探索する。この手法によって、神経細胞の物体像刺激に対するばらつきの64%を説明できる画像断片を見つけ出すことに成功した。これらの画像断片は、局所的なエッジと色の組み合わせによって構成されており、その組み合わせの仕方によって、顔の部分を検出しているカラムや顔のパーツの配置の全体的な特徴を検出しているものがあった。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] L1正則化ロジスティック回帰によって明らかにされた下側頭葉視覚連合野における階層的視覚情報表現2013

    • 著者名/発表者名
      内田豪
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D

      巻: J96-D

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-density multielectrode array with independently maneuverable electrodes and silicone oil fluid isolation system for chronic recording from macaque monkey2012

    • 著者名/発表者名
      N. Miyakawa
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Methods

      巻: 211 号: 1 ページ: 114-124

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2012.08.019

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallel Mitral and Tufted Cell Pathways Route Distinct Odor Information to Different Targets in the Olfactory Cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Kei Igarashi, Nao Ieki
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 32 号: 23 ページ: 7970-7985

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0154-12.2012

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Which image is in awareness during binocular rivalry? Reading perceptual status from eye movements2012

    • 著者名/発表者名
      R. Hayashi
    • 雑誌名

      Journal of Vision

      巻: 12 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1167/12.3.5

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional topography of rod and cone photoreceptors in macaque retina determined by retinal densitometry2012

    • 著者名/発表者名
      G. Hanazono
    • 雑誌名

      Investigative Ophthalmology & Visual Science

      巻: 53 号: 6 ページ: 2796-2803

    • DOI

      10.1167/iovs.11-9252

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] サル下側頭葉視覚連合野における機能の階層構造と顔の表現2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤多加之
    • 雑誌名

      BRAIN and NERVE

      巻: 64 ページ: 831-839

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] In vivo layer visualization of rat olfactory bulb by a swept source optical coherence tomography and its confirmation through electrocoagulation and anatomy2011

    • 著者名/発表者名
      Watanabe H, Rajagopalan U, Nakamichi Y, Igarashi K, Madjarova V, Kadono H, Tanifuji M
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 2 号: 8 ページ: 2279-2287

    • DOI

      10.1364/boe.2.002279

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Swept source optical coherence tomography as a tool for real time visualization and localization of electrodes used in electr ophysiological studies of brain in vivo2011

    • 著者名/発表者名
      Watanabe H, Rajagopalan U, Nakamichi Y, Igarashi K, Kadono H, Tanifuji M
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 2 号: 11 ページ: 3129-3134

    • DOI

      10.1364/boe.2.003129

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Which image is in awareness during binocular rivalry? Reading perceptual states from eye movements

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, R., Tanifuji, M.
    • 雑誌名

      Journal of Vision

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Neural mechanisms to represent information about face category and visual features simultaneously in inferotemporal cortex2012

    • 著者名/発表者名
      M. Tanifuji
    • 学会等名
      43rd NIPS International Symposium
    • 発表場所
      Okazaki, Japan
    • 年月日
      2012-10-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Face database of non-human primates2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 学会等名
      43rd NIPS International Symposium
    • 発表場所
      Okazaki, Japan
    • 年月日
      2012-10-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Computational approach to estimate visual features represented by face selective cells in macaque anterior inferior temporal cortex2012

    • 著者名/発表者名
      T. Owaki
    • 学会等名
      43rd NIPS International Symposium
    • 発表場所
      Okazaki, Japan
    • 年月日
      2012-10-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The singularity string: A revised model of pinwheels in cat orientation columnar structures revealed by functional optical coherence tomography2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamichi
    • 学会等名
      Neuroscience 2012/SfN's 42nd Annual Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2012-10-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Continuous mapping of mirror face rotation in macaque inferior temporal cortex2012

    • 著者名/発表者名
      C.P. Lin
    • 学会等名
      Neuroscience 2012/SfN's 42nd Annual Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2012-10-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Cortical organization linking object features and categories2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 学会等名
      Neuroscience 2012/SfN's 42nd Annual Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2012-10-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Diversity of visual features represented in a face selective sub-region of macaque anterior inferior temporal cortex2012

    • 著者名/発表者名
      T. Owaki
    • 学会等名
      Neuroscience 2012/SfN's 42nd Annual Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2012-10-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Fine scale functional organization in face-selective region of primate inferior temporal cortex2012

    • 著者名/発表者名
      C.P. Lin
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The singularity string: a revised structure of singularity of orientation columns in primary visual cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamichi
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A computational model reveals that the face domain of macaque inferotemporal cortex (IT) represents multiple visual features2011

    • 著者名/発表者名
      Owaki T, Vidal-Naquet M, Sato T, Cateau H, Ullman S, Tanifuji M
    • 学会等名
      41st Annual Meeting of the Society for Neuroscience (Neuroscience 2011)
    • 発表場所
      米国、ワシントンDC
    • 年月日
      2011-11-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The functional optical coherence tomography (fOCT) :a technique to visualize 3D cortical functional structures2011

    • 著者名/発表者名
      Tanifuji M
    • 学会等名
      KSBNS-MCCS-Asia Conference 2011
    • 発表場所
      韓国、ソウル(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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