形状の知覚と皮質表現

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22300090
• 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)
• 連携研究者: 杉原 忠 理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (50300877)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 認知科学 / 脳・神経 / 神経科学 / 画像・文章・音声等認識 / 感性情報学

研究概要

物体認知に至る最も根本的な問題は，形状の知覚とその皮質表現である。本研究では，この問題に心理物理実験・計算論・生理学知見を総合してアプローチして，その知覚現象を明らかにし，それを生起する神経機構の一端を明らかにした。具体的には，(1) 図方向選択性細胞が群化・同期することによって図(面)を表現する機構，(2) 自然輪郭が内在する面(図)を誘導する因子，(3)曲率選択性の生起原理，(4)皮質における中心軸による形状表現，について理解を進めた。

研究成果

• [雑誌論文] Early Representation of Shape by Onset Synchronization of Border Ownership Selective Cells in the V1-V2 Network (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sakai and Y. Hatori
  • 雑誌名: Journal of Optical Society of America, A 巻: Vol. 31, No. 4 ページ: 716-729
  • DOI: 10.1364/JOSAA.31.000716
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial and Feature-Based Attention in a Layered Cortical Microcircuit Model (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Wagatsuma, T. C. Potjans, M. Diesmann, K. Sakai, T. Fukai
  • 雑誌名: PLoS ONE
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0080788
  • 査読あり
• [雑誌論文] Feature-based Attention in Early Vision for the Modulation of Figure-Ground Segregation (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Wagatsuma, M. Oki and K. Sakai
  • 雑誌名: Frontiers in Psychology 巻: Vol. 4, Article 123 ページ: 17
  • DOI: 10.3389/fpsyg.2013.00123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Latency Modulation of Border Ownership Selective Cells in V1-V2 Feed-Forward Model (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sakai and S. Michii
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Neural Information Processing(ICONIP) 2013, (Oral Presentation) Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 8228 ページ: 291-300
  • DOI: 10.1007/978-3-642-42051-1_37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sparseness Controls the Receptive Field Characteristics of V4 Neurons : Generation of Curvature Selectivity in V4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatori, T. Mashita, K. Sakai
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Artificial Neural Networks (ICANN) 2013 (Oral Presentation) Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 8131 ページ: 327-334
  • DOI: 10.1007/978-3-642-40728-4_41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Consistent and robust determination of border-ownership based on asymmetric surrounding modulation (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sakai, H. Nishimura, R. Shimizu and K. Kondo
  • 雑誌名: Neural Networks 巻: Vol. 33 ページ: 257-274
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures of Surround Modulation for the Border-Ownership Selectivity of V2 cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakata and K. Sakai
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Neural Information Processing(ICONIP) 2012 Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 7663 ページ: 383-392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface-based Construction of Curvature Selectivity from the Integration of Local Orientations (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatori and K. Sakai
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Neural Information Processing(ICONIP) 2012 Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 7663 ページ: 425-434
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decoding of Depth and Motion in Ambiguous Binocular Perception (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sakai, M. Ogiya and Y. Hirai
  • 雑誌名: Journal of Optical Society of America, A 巻: Vol. 28, No. 7 ページ: 1445-1452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Medial Axis for 3D Shape Representation (2011)
  • 著者名/発表者名: W. Qiu and K.Sakai
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Neural Information Processing (ICONIP) 2011, Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 7062 ページ: 79-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Early Vision for the Dynamics of Border-Ownership Selective Neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Wagatsuma and K. Sakai
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Neural Information Processing (ICONIP) 2010, Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 6443 ページ: 99-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orientation Dependence of Surround Modulation in the Population Coding of Figure/Ground (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kondo and K. Sakai
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Neural Information Processing (ICONIP) 2010, Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 6444 ページ: 565-573
  • 査読あり
• [学会発表] Sparseness for the Representation of Surface in the Construction of Curvature Selectivity in V4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatori, T. Mashita, K. Sakai
  • 学会等名: PRISM2 : The science of light & shade
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 20131009-10
• [学会発表] Sparse Representation in the Construction of Curvature Selectivity in V4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatori, T. Mashita, and K. Sakai
  • 学会等名: 36th European Conference on Visual Perception 2013
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 2013-08-27
• [学会発表] Surface based integration of local orientations for the construction of curvature selectivity-Neural mechanism of sparse coding in V4- (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatori, T. Mashita, K. Sakai
  • 学会等名: Neuro 2013, Annual Meeting Abstract for Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2013-06-22
• [学会発表] Space- and feature-based attention differentially modulates orientation tuning curves in a layered cortical microcircuit model (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Wagatsuma1, T. Potjans, M. Diesmann, K. Sakai, T. Fukai
  • 学会等名: Society for Neuroscience, 2012 Annual Meeting Abstract
  • 発表場所: New Orleans, LA, USA (article 673.04)
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] Spatio-temporal constrains of surround modulation for border-ownership selectivity (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sakai, K.Kondo, S.Michii
  • 学会等名: Society for Neuroscience, 2012 Annual Meeting Abstract
  • 発表場所: New Orleans, LA, USA (article 261.16)
  • 年月日: 2012-10-14
• [学会発表] Curvature selectivity based on the surface representation in lower-to intermediate-level visual corticies (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatori and K. Sakai
  • 学会等名: Society for Neuroscience, 2012 Annual Meeting Abstract
  • 発表場所: New Orleans, LA, USA (article 261.02)
  • 年月日: 2012-10-14
• [学会発表] Modeling curvature synthesis based on the surface representation in early to intermediate visual areas (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatori and K. Sakai
  • 学会等名: Neuro 2012, Annual Meeting Abstract for Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Nagoya, Japan (P2-a36)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Coding Scheme for the representation of shape in cortical area V4 -A computational analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Mashita and K. Sakai
  • 学会等名: Neuro 2012, Annual Meeting Abstract for Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Nagoya, Japan (P2-a28)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Perception of border ownership by multiple Gestalt factors (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuoka and K. Sakai
  • 学会等名: Asia-Pacific Conference on Vision 2012
  • 発表場所: Incheon, Korea (oral presentation), (Abstract p.63)
  • 年月日: 2012-07-14
• [学会発表] Medial axis for the cortical representation of 3D shape (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Qiu and K. Sakai
  • 学会等名: Asia-Pacific Conference on Vision 2012
  • 発表場所: Incheon, Korea (oral presentation), (Abstract p.63)
  • 年月日: 2012-07-14
• [学会発表] Neural mechanisms for 3D shape representation by medial axis (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Qiu and K. Sakai
  • 学会等名: Brain Inspired Computing 2012
  • 発表場所: Tsukuba, Japan (Poster 2-4)
  • 年月日: 2012-06-05
• [学会発表] Roles of surface representation in early visual areas for the construction of curvature selectivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatori and K. Sakai
  • 学会等名: Brain Inspired Computing 2012
  • 発表場所: Tsukuba, Japan (Poster 1-4)
  • 年月日: 2012-06-04
• [学会発表] Representation of shape in cortical area V2 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Mashita and K. Sakai
  • 学会等名: Brain Inspired Computing 2012
  • 発表場所: Tsukuba, Japan (Poster 1-5)
  • 年月日: 2012-06-04
• [学会発表] A computational study on the representation of curvature constructed from surface-based integration (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatori and K .Sakai
  • 学会等名: Vision Sciences Society, Annual Meeting 2012
  • 発表場所: Naples, FL, USA (Abstract ; Journal of Vision, 12, article 63.329)
  • 年月日: 2012-05-16
• [学会発表] Perceptual integration of specular highlight and shading (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sakai, R. Meiji, T. Abe
  • 学会等名: Vision Sciences Society, Annual Meeting 2012
  • 発表場所: Naples, FL, USA (Abstract; Journal of Vision, 12, article 56.445)
  • 年月日: 2012-05-15
• [学会発表] Space-based and Feature-based Attention in a Realistic Layered-microcircuit Model of Visual Cortex (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Wagatsuma, T. Potjans, M. Diesmann, K. Sakai, T. Fukai
  • 学会等名: Vision Sciences Society, Annual Meeting 2012
  • 発表場所: Naples, FL, USA (Abstract; Journal of Vision, 12, article 36.409)
  • 年月日: 2012-05-13
• [学会発表] Surface construction from the onset synchronization of border-ownership cells in V1-V2 model (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatori and K. Sakai
  • 学会等名: Vision Sciences Society, Annual Meeting 2011
  • 発表場所: Naples, FL (Abstract; Journal of Vision, 11, 11, article 886)
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] Roles of early vision for the dynamics of border-ownership selective cells (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Wagatsuma, T. Mishima, T. Fukai and K. Sakai
  • 学会等名: Vision Sciences Society, Annual Meeting 2010
  • 発表場所: Naples, FL (Abstract, p.173)
  • 年月日: 20100500
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.cvs.cs.tsukuba.ac.jp