2019 年度研究成果報告書

皮質における形状表現の形成－図地分離と物体の中間表現

研究課題

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研究課題/領域番号	17H01754
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
研究分野	認知科学
研究機関	筑波大学
研究代表者	酒井宏筑波大学, システム情報系, 教授 (80281666)
研究分担者	田村弘大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (80304038) 山根ゆか子大阪大学, 生命機能研究科, 特別研究員(RPD) (70565043)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	認知科学 / 神経科学 / 実験系心理学 / 情報工学 / 視覚科学
研究成果の概要	視覚の機能は，どこに何があるかを知ることである。網膜にはカメラと同様に外界の像が写る。大脳皮質にある視覚野は，網膜像のどの部分がどの物体であるかを決めなければならない。これを図地分離という。図地分離に失敗することは，その物体の形状を間違うことに直結する。本研究では，図地分離によって物体の形状が抽出される脳のメカニズムの解明を進めた。形状知覚は複数のステップによって行われ，皮質V4野で物体形状の中間表現が形成されていることが明らかになった。さらに，形状は数十の細胞が群として表現していることが明らかになった。
自由記述の分野	認知神経科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	日常的に見る光景は千差万別であり，移動とともに時々刻々と変化する。しかし私達は，初めて見る光景や物体であっても，図地分離に失敗して形状を誤って知覚することは滅多にない。これは，皮質における図地分離の頑健性と秀逸性を示している。視覚皮質のメカニズムは，今日のAIブームの立役者である Deep Learning として応用され，画期的な成果を出している。しかし，脳が実際にどのような計算をしているのかは，まだ殆ど判っておらず，未知の原理・数学体系があるものと考えられている。本研究で明らかにした中間表現の形成・群表現は，脳の計算原理の一端を明らかにしたものである。