下側頭皮質における物体色認知のメカニズム

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17022040
• 研究機関: 生理学研究所
• 研究代表者: 小松 英彦 生理学研究所, 生体情報研究系, 教授 (00153669)
• キーワード: 視覚 / 知覚 / 色覚 / 質感 / 光沢 / マカクザル / ニューロン活動 / 下側頭皮質

研究概要

物体を認識するための重要な手がかりの一つは表面反射特性である。代表的な表面反射特性の一つである光沢の知覚にかかわる神経表現を明らかにするため、様々な光沢をもつ視覚刺激に対する下側頭皮質ニューロンの反応を調べた。BRDFデータベースから選んだ33種類の表面反射特性をもつ物体画像を視覚刺激としてコンピュータグラフィクスを用いて作成し、注視課題を行っているサルに呈示した。下側頭皮質の上側頭溝下壁皮質に光沢に対して選択的に応答するニューロンが固まって存在することを見出した。それらのニューロンの選択性は、物体形状や照明環境を変えても保たれており、また画像中のピクセルをランダムに再配置した刺激に対しては選択性が失われた。これらの結果は、記録した下側頭皮質細胞の選択性が光沢と無関係な刺激特徴に対する選択性ではなく、光沢に対する選択性であることを示している。次にこれらのニューロンの選択性が光沢感の知覚とどのように関係しているかを調べるために、光沢感を作る心理空間の二つの軸(c軸とd軸)の値を系統的に変化させた刺激セットを作成し、これらのニューロンがこの光沢心理空間をどのように表現しているかを調べた。その結果、光沢に選択性を示したニューロンはc軸とd軸のいずれか一方または両方に沿って、規則的に反応強度が変化することが分かった。この結果は、物体色の重要な要素である光沢感が下側頭皮質において表現されていることを強く示唆するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Cortico-geniculate feedback linking the visual fields surrounding the blind spot in the cat (2010)
  • 著者名/発表者名: Yokoi I, Komatsu H
  • 雑誌名: Experimental Brain Research 202 ページ: 247-251
  • 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, Kurlin S, Kurata K, Taira M, Tsutsui K, Komatsu H, Ogawa T, Koida K, Tanji J, Toyama K
  • 雑誌名: PLoS Computational Biology 5 ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between neural responses and visual grouping in the monkey parietal cortex (2009)
  • 著者名/発表者名: Yokoi I, Komatsu H
  • 雑誌名: J Neuroscience 29 ページ: 13210-13221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Color selectivity of neurons in the posterior inferior temporal cortex of the macaque monkey (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuda M, Banno T, Komatsu H
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 電子版
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of colour-selective activity in the monkey inferior temporal cortex revealed by functional magnetic resonance imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Harada T, Coda N, Ogawa T, Ito M, Toyoda H, Sadato N, Komatsu H
  • 雑誌名: European J Neuroscience 30 ページ: 1960-1970
  • 査読あり
• [学会発表] マカクザルTEO野における色選択性細胞の非一様な分布 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂野拓、小松英彦
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋・名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Effects of electrical microstimulation of the inferior temporal cortex of the monkey in color perception (2009)
  • 著者名/発表者名: 鯉田孝和, 小松英彦
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋・名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Topography of color-selective activity in the monkey inferior temporal cortex (2009)
  • 著者名/発表者名: Harada T, Goda N, Hiramatsu C, Ito M, Toyoda H, Sadato N, Komatsu H
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋・名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Microstimulation of monkey inferior temporal cortex induces change in perceptual color judgement (2009)
  • 著者名/発表者名: 鯉田孝和, 小松英彦
  • 学会等名: XXXVI th International Union of Physiological Sciences(IUPS)
  • 発表場所: 京都・国立京都国際会館
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] Neural Representation of Visual Saliency in the Monkey Cerebral Cortex : an fMRI Study (2009)
  • 著者名/発表者名: Goda N, Harada T, Tadashi Ogawa, Ito M, Toyoda H, Sadato N, Komatsu H
  • 学会等名: XXXVI International Congress of Physiological Sciences(IUPS2009)
  • 発表場所: 京都・国立京都国際会館
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] 金色のカテゴリカル知覚 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡澤剛起、鯉田孝和、小松英彦
  • 学会等名: 日本視覚学会2009年夏季大会
  • 発表場所: 京都・京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2009-07-21
• [図書] Lecture Notes in Computer Science 5646 : Computational Color Imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Komatsu H, Goda N
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: Springer, Berlin
• [図書] Lecture Notes in Computer Science 5646 : Computational Color Imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Goda N, Koida K, Komatsu H
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: Springer, Berlin