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2012 年度 実績報告書

身体図式を基礎とした動的イメージ生成の脳内メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20220003
研究機関京都大学

研究代表者

乾 敏郎  京都大学, 情報学研究科, 教授 (30107015)

研究分担者 山口 陽子  独立行政法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (00158122)
水原 啓暁  京都大学, 情報学研究科, 講師 (30392137)
佐藤 直行  公立はこだて未来大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (70312668)
笹岡 貴史  京都大学, 情報学研究科, 助教 (60367456)
研究期間 (年度) 2008-05-12 – 2013-03-31
キーワードイメージ生成 / fMRI / 脳波 / 神経計算論 / 認知地図
研究概要

本年度は,これまでの心的回転に関わる空間参照枠に関する知見に基づいて,回転軸が曖昧な心的回転刺激を用いて物体固有軸の効果を動力学的側面から検討した.その結果,最小回転をもたらす物体固有軸が最大の慣性モーメントを有する軸と一致する場合にはその軸回りの回転はイメージされにくくなり,より慣性モーメントの小さい環境軸回りの回転がイメージされるようになることを明らかにした.また,物体が回転運動する際の景観の変化を予測するモデルを一般化動径基底関数ネットワーク(GRBFN)を用いて構築した.さらに,予測された景観を入力にフィードバックすることにより,比較的小さい回転範囲に関しては心的回転の過程をシミュレートできることを示した.つぎに平成23年度から引き続き,心的回転および視点変換に関わる神経基盤を比較するため,fMRI実験を実施した.その結果,心的回転時には手の運動イメージを用いたイメージ変換が行われ,視点変換時には物-場所記憶を利用しつつ身体運動イメージを用いたイメージ変換が行われていることが示唆された.
つぎに視覚シーンのハフ変換を用いた内嗅野グリッド細胞に基づく神経回路モデルの妥当性を,実験知見との整合性の観点から検討した.その結果,モデルが新規環境におけるグリッド細胞に関する知見を包括的に説明可能であり,妥当性が高いことを明らかにした.さらに,モデルの基盤である視覚シーンの逆パースペクティブ変換について,皮質拡大係数の観点から検討し,その生理学的な妥当性の裏付けを行った.また内嗅野グリッド細胞のモデルに改良を加え,ゴールの計算ができることを確認した.この場合,グリッド細胞レベルでの空間的に規則的な方向性として蜂の巣上の形は,歪んでいることが,ゴールを一意的に決定するための必須条件であることを見いだした.このことは最近解析が進んでいるグリッド細胞の幾何学的不規則性ともよく一致する.

現在までの達成度 (区分)
理由

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。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 3次元物体認識に関わる景観予測機能のモデル化2012

    • 著者名/発表者名
      植野 徹, 朝倉 暢彦, 笹岡 貴史, 乾 敏郎
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 112(298) ページ: 51-56

  • [雑誌論文] 海馬の理論研究 : ニューロンから行動まで2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤 直行, 大森 敏明, 我妻 広明
    • 雑誌名

      情報処理学会 情報・システムソサイエティ誌

      巻: 17(2) ページ: 4-5

  • [雑誌論文] 身体的図式を基礎とした動的イメージ生成の脳内メカニズム (5) : 内嗅野グリッド細胞のモジュラスコードからガウス法を用いてhoming vectorを求める手法の提案2012

    • 著者名/発表者名
      三津沢 将司, イスラム タンブル, 佐藤 直行, 乾 敏郎, 山口 陽子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 111(483) ページ: 281-285

  • [雑誌論文] Rhythmic modulation of theta oscillations supports encoding of spatial and behavioral information in the rat hippocampus2012

    • 著者名/発表者名
      Molter, C., O’Neill, J., Yamaguchi, Y., Hirase, H., and Leinekugel, X
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 75(5) ページ: 889-903

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2012.06.036

    • 査読あり
  • [学会発表] Amplitude modulatio of theta oscillations in cognitive controls2012

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, Y.
    • 学会等名
      The 12th Japan-Korea-China Joint Workshop Neurobiology and Neuroinformatics
    • 発表場所
      Seoul (Korea)
    • 年月日
      20121121-20121123
  • [学会発表] 物体の心的回転における運動学および動力学的拘束

    • 著者名/発表者名
      朝倉 暢彦, 乾 敏郎
    • 学会等名
      日本認知心理学会第10回大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
  • [学会発表] 心的回転に関わる景観予測機能のGRBFネットワークモデル

    • 著者名/発表者名
      植野 徹, 朝倉 暢彦, 乾 敏郎
    • 学会等名
      日本認知心理学会第10回大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
  • [学会発表] 視点変換・心的回転に関わる脳内基盤の検討 : fMRI 研究

    • 著者名/発表者名
      笹岡 貴史, 乾 敏郎
    • 学会等名
      日本認知心理学会第10回大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
  • [学会発表] 脳大域回路の機能モデルの構築 : 実験と理論の融合的手法

    • 著者名/発表者名
      佐藤 直行
    • 学会等名
      東北大通研共同プロジェクト 「ブレインウェアシステム」研究会
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 招待講演
  • [学会発表] A computational model of homing vector in grid cell-place cell system based on modular mathematics

    • 著者名/発表者名
      Mitsuzawa, M. S. and Yamaguchi, Y
    • 学会等名
      Neuroscience 2012
    • 発表場所
      New Orleans (USA)
  • [図書] 現代電子情報通信選書「知識の森」感覚・知覚・認知の基礎2012

    • 著者名/発表者名
      乾 敏郎
    • 総ページ数
      282
    • 出版者
      オーム社

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公開日: 2014-07-24  

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