認知のメカニズム

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08279102
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 吉澤 修治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90010959)
• 研究分担者: 乾 敏郎 京都大学, 大学院・情報学研究科, 教授 (30107015) ; 田中 啓治 理化学研究所, 情報科学研究室, 主任研究員 (00221391) ; 永野 俊 法政大学, 工学部, 教授 (30198345) ; 斉藤 秀昭 玉川大学, 工学部, 教授 (30215553) ; 岩村 吉晃 東邦大学, 医学部, 教授 (20057508)
• キーワード: 第2体性感覚野 / 視覚認識の柔軟性 / V1の面輝度・背景輝度応答 / Visual Flow / メンタルローテーション / fMRI-MEG高次脳機能計測 / 立体視の脳活動 / 速度ベクトル検出

研究概要

認知システムの解明が(1)外部情報空間のニューラル表現、(2)大域的な脳活動および(3)計算論と心理物理的なアプローチから試みられた。(1)岩村は第2体性感覚野SIIの細胞はその受容野(上肢、下肢、体幹、頭部)によってSingle-part-typeとcombined-typeに分類できること、SIIにおけるそれらの分布は従来のSIIの体部位再現図のような単純な解釈は困難であることを示した。入来はサル頭頂葉後下部領域の視覚および体性感覚に応ずるbiomodalニューロンの活動を慢性的に観察して、道具の使用による視覚受容野の延長・変形、不可視姿勢への反応、運動に対する反応など内的操作に対応する神経活動を見い出した。小松は受容野全体を覆う一様な面刺激に応答する一次視覚野V1の細胞について、面の輝度と背景輝度がその応答に及ぼす様相を調べて背景輝度に依存した応答の有無によって分類しそれらの層分布を調べることによってV1の明るさ情報の表現について検討した。田中は長期間にわたる図形弁別訓練を受けたサルのTE野の細胞の刺激選択性を調べてTE野の細胞は訓練図形の特徴を多重にコード化していることを示した。斎藤は2方向重畳Visual Flowに関する方向誤認特性とサルのMT野およびMST野細胞の運動方向選択性の特性を比較してこの認知はMST野細胞の応答に基づくこと、また線伸張錯視における注意信号の起源の一つがMT野細胞にあることを示唆する結果を示した.(2)宮内は逆転眼鏡による皮質視覚野活動の経時的変化(着用前、1週間後、3週間後、5週間後)をfMRIを用いて調べ、着用前には対側V1〜視覚前野の活動のみであったものが、5週間後にはそれ以外に同側V1に活動が出現することを確認し、新しい知覚体制への変化を示唆した。吉澤は左右手弁別の認知過程に対する運動系の関与の時間・空間構造をMEGにより調べたが、身体部位以外の視覚刺激(文字パターン)に対しても同様の運動系の関与を示し、仮定検証型の認知モデル構築の手がかりを得た.(3)乾は両眼立体図形、陰線消し平面図形、平面図形、ネッカーキューブ刺激に対するfMRIの比較を用いて立体認知に18野、19野、39野、40野が関連しており、とくに単眼立体視には視覚連合野、19野が重要な機能をもつことを示した。また、4角柱および3角柱線画の平行投影図からの面方向推定作業を用いてヒトの立体認知の計算論的制約条件を調べた。永野は速度ベクトル推定法として提案した二つの仮説(a)特徴点からの推定、(b)全体の矛盾最小化の妥当性を検討するために、心理物理実験により特徴点有無および刺激サイズによる速度ベクトル推定の難易度を測定し(b)の妥当性を示す結果をえた。

研究成果

• [文献書誌] Kawamichi.H.: "Temporal structure of implicit motor imagery in visual hand-shape discrimination as revealed by MEG" NeuroReprt. 9(6). 1127-1132 (1998)
• [文献書誌] 平岡和幸: "多重化砂時計型ネットを用いた広いクラスの曲面によるデータフィッティング" 日本神経回路学会誌. 5(1). 3--9 (1998)
• [文献書誌] 村川正宏: "RBFを用いた進化型ハードウエアによる適応等化器" 電子情報通信学会技報. NLP97-143. 51--58 (1998)
• [文献書誌] 川道拓東: "メンタルローテーションの情報処理モデル--脳磁データからの推定--" 電子情報通信学会技報. MBE97-135. 65--72 (1998)
• [文献書誌] 平岡和幸: "砂時計型ネットの中間次元数選択について--AIC・MDLの不適切性と新しい基準量" 電子情報通信学会技報. NC97-139. 1--8 (1998)
• [文献書誌] 石田一博: "自己連想記憶ニューラルネットワークの引き込み領域--誤想起を減らす手法の提案--" 電子情報通信学会技報. NC98-38. 61--68 (1998)
• [文献書誌] Murakawa,M.: "Analogue EHW chip for intermediate frequency filters" Proceedings of the Second International Conference on Evolvable Systems. 134--143 (1998)
• [文献書誌] Murakawa,M.: "Adaptive blind equalization using bottleneck networks implemented by evolvable hardware" Proceedings of the Fifth International Conference on Neural Information Processing,. 1. 89--92 (1998)
• [文献書誌] Morinaga,S.: "Control of spurious memories by using self-coupling weight" Proceedings of the Fifth International Conference on Neural Information Processing,. 3. 1446--1449 (1998)
• [文献書誌] Hiraoka,K.: "Recalling of many-valued functions by successive iteration on bottleneck networks" Proceedings of the Fifth International Conference on Neural Information Processing,. 3. 1389--1392 (1998)
• [文献書誌] 平岡和幸: "砂時計型ネットを用いた多価関数の学習" 電子情報通信学会技報. J81-D-II. 2653--2660 (1998)
• [文献書誌] 平岡和幸: "反応曲線が既知なロブ--バス問題の最適解" 日本OR学会論文誌. 41(4). 509--529 (1998)
• [文献書誌] Taoka,M.: "Neuronal receptive fields covering multiple body parts in the second somatosensory cortex of awake macaque monkeys." Neurosci.Res.22. 203 (1998)
• [文献書誌] Taoka,M.: "Hierarchical organization of bilateral neurons in the second somatosensory cortex of awake macaque monkeys." Soc.Neurosci.Abstr.24. 1381 (1998)
• [文献書誌] Nomura,M.: "Area MT cells detect an illusory line motion." Invest.Ophthalmol.Visual Sci.39(4). 904 (1998)
• [文献書誌] Hida,E.: "Neural correlate for the perception of two-directional transparent visual flow." Proceed.ICONIP'98. 3. 1551--1554 (1998)
• [文献書誌] 三浦健一郎: "映像装置の動きパラメータを利用した運動物体検出法" 映像情報メディア学会誌. 53(11). 1701--1706 (1998)
• [文献書誌] Sugihara,T.: "Representation of object similarity among three-dimensional shapes in the monkey." Biol.Cybern.78. 1--7 (1998)
• [文献書誌] Kobatake,E.: "Effects of shape-discrimination training on the selectivity of inferotemporal cells in adult monkeys." J.Neurophysiol.80. 324--330 (1998)
• [文献書誌] Wang,G.: "Functional architecture in monkey inferotemporal cortex revealed by in vivo optical imaging." Neurosci.Res.32. 33--46 (1998)
• [文献書誌] Tanaka,K.: "Representation of visual motion in the extrastriate visual cortex." Higher-level motion processing-computational,Neurophysiological and psychophysical prespectives,(ed.) Watanabe,T.,The MIT Press. 295--314 (1998)
• [文献書誌] 田中 啓治: "側頭葉細胞集団活動による物体視覚像の表出と処理" 神経科学の基礎と臨床IV.側頭葉(板倉 徹,前田 敏博 編,ブレーン出版). 25--49 (1998)
• [文献書誌] 田中 啓治: "脳はどのようにして情報を統合するのか。" 科学. 68(3). 255-265 (1998)
• [文献書誌] 田中 啓治: "下側頭葉と物体認識" 電子情報通信学会誌. 81(7). 758--767 (1998)
• [文献書誌] 朝倉 暢彦: "ベイズ推定による両眼視差からの表面知覚モデル" 電子情報通信学会論文誌. J81-D-II(4). 760-768 (1998)
• [文献書誌] 乾 敏郎: "fMRIによる単眼および両眼立体視過程の検討" 第22回日本神経心理学会総会発表論文集. (1998)
• [文献書誌] Umemura,H.: "Integration of multiple cues in shape from texture" IEICE Transactions on Information and Systems. D. (in press)
• [文献書誌] Kinoshita,M.: "The representation of the surface luminance and brightness in the macaque striate cortex (V1)." Society for Neuroscience Abstract. 24. 647 (1998)
• [文献書誌] Komatsu,H.: "Surface representation by population coding." Behavioral and Brain Sciences. (in press)
• [文献書誌] 小松 英彦: "視知覚における脳のダイナミクス" 日本神経回路学会誌. 5. 178-184 (1998)