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2023 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と課題2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った。深層ネットとの比較をおこない、TE野とTEO野で異なる深層ネットの層が最も似ていることが分かり、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と2において順調に進捗している。

今後の研究の推進方策

次年度は研究計画に従い、課題1、2、3に取り組む。

次年度使用額が生じた理由

外国出張の予定が合わずにキャンセルしたため。ニューロンモデル構築用のPCや出張旅費に使用予定。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1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] Comparison between deep neural network and neuronal responses in areas TE and TEO in pre- and post-visual categorical learning2023

    • 著者名/発表者名
      Narihisa Matsumoto, Yasuko Sugase-Miyamoto, Kazuko Hayashi, Mark Eldridge, Barry Richmond
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] サルTEO野とTE野におけるカテゴリー情報処理の違い2023

    • 著者名/発表者名
      清水 将海, 片上 舜, 岡田 真人, 菅生 康子, 林 和子, 松田 圭司, 三浦 健一郎, Mark Eldridge, Richard Saunders, Barry Richmond, 松本 有央
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [備考]

    • URL

      https://researchmap.jp/xmatumo

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公開日: 2024-12-25  

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