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2022 年度 実施状況報告書

物体カテゴリー境界付近の分類の脳内メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K12189
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

松本 有央  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (00392663)

研究分担者 菅生 康子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (40357257)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード脳 / カテゴリー分類 / ニューロン / モデル
研究実績の概要

本研究の目的は、サルの脳のTE野内におけるカテゴリーの境界付近の情報処理過程を明らかにすることである。本研究では、TEO野とTE野内に複数の電極アレイを埋め込み、カテゴリー境界があいまいなモーフィング画像を用いて、ニューロン活動を記録する。これらのニューロン活動を基に、レザバーネットワークを構成し、深層ニューラルネットと組み合わせてモデルを構成する。モデルの挙動とニューロン活動を比較することで、カテゴリー境界付近での分類情報の処理過程を解明することができる。本研究では、モーフィング画像をサルに呈示したときニューロン活動を記録し、レザバーネットワークによるモデル化を実施する。そのために、以下の3つの課題に取り組む。令和4年度から課題1を実施し、令和5年度と6年度には課題2と3を実施する。
[課題1] ニューロン活動の記録: TE野とその前段階であるTEO野に電極アレイを埋め込んだサルが、呈示された画像がイヌかネコかによってサルの行動を変えるタスクを実行中に、ニューロン活動を記録する。研究分担者の菅生康子博士と共同でおこなう。
[課題2] ニューロン活動に基づいたレザバーネットワークの構成: 課題1により記録したニューロン活動を基に、レザバーネットワークを構成する。
[課題3] カテゴリー境界分類の神経回路モデルの構成: 課題2のレザバーネットワークと深層ネットワークを組み合わせることで、モーフィング画像に対するカテゴリー分類の神経回路モデルを構成する。
本年度は、課題1について研究を実施し、TE野ではカテゴリー学習に従い、ニューロン集団活動が変化するのに対し、TEO野では変化しないことが分かり、国際学会において発表を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

課題1について順調に進展している。

今後の研究の推進方策

次年度は研究計画に従い、課題1に引き続き課題2に取り組む。

次年度使用額が生じた理由

所属機関の動物飼育料が他の予算で支払えたため、次年度に持ち越す。モデル構築のための計算機を購入する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] 米国国立衛生研究所(NIH)(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      米国国立衛生研究所(NIH)
  • [学会発表] Neural and behavioral correlates of discriminating facial expressions with different skin textures in macaque monkeys2023

    • 著者名/発表者名
      林 和子, 松本 有央, 松田 圭司, 三浦 健一郎, 山根 茂, Eldridge MA, Saunders RC, Richmond BJ, 永井裕司, 宮川尚久, 南本敬史, 岡田真人, 河野 憲二, 菅生 康子
    • 学会等名
      日本生理学会 第100回記念大会
  • [学会発表] Effects of saccadic eye movements on face-responsive neurons in the inferior temporal cortex of macaque monkeys2023

    • 著者名/発表者名
      河野 憲二, 林 和子, 松本 有央, 松田 圭司, 三浦 健一郎, Eldridge MA, Saunders RC, Richmond BJ, 菅生(宮本) 康子
    • 学会等名
      日本生理学会 第100回記念大会
  • [学会発表] Neural activity in area TE, not TEO, correlates with monkeys' learning in a visual categorization task2022

    • 著者名/発表者名
      Wenliang Wang, Bing Li, Mark Eldridge, Narihisa Matsumoto, Kazuko Hayashi, Martinez Gomez, Yasuko Sugase-Miyamoto, Barry Richmond
    • 学会等名
      Neuroscience 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Are receptive field sizes of area TE neurons related to encoding information about categories of face images?2022

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shioya, Shun Katakami, Kazuko Hayashi, Keiji Matsuda, Narihisa Matsumoto, Shotaro Akaho, Kenji Kawano, Masato Okada, Yasuko Sugase-Miyamoto
    • 学会等名
      Neuroscience 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlations between receptive-fields of face-responsive neurons in monkey area TE and their coded facial information2022

    • 著者名/発表者名
      菅生(宮本)康子, 塩谷 佳介, 林 和子, 松田 圭司, 片上 舜, 松本 有央, 赤穗 昭太郎, 岡田 真人, 河野 憲二
    • 学会等名
      Neuro2022

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公開日: 2023-12-25  

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