両眼立体視における相関計算と対応計算の適応的制御

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23240047
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤田 一郎 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60181351)
• キーワード: 両眼立体視 / 相関計算 / 対応計算 / 両眼対応問題 / 霊長類大脳皮質 / 奥行き弁別 / 局所電気刺激 / 両眼視差

研究概要

二つの目は異なる角度から世界を見ており、左右の網膜像はわずかに異なる。しかし、我々は二つのずれた視野像を感じるのではなく、一つの立体世界を知覚する。左右網膜像の水平方向の位置ずれ(両眼視差)に基づき奥行きを知覚する能力は両眼立体視と呼ばれる。両眼視差の検出はV1で行われるが、V1細胞の活動は奥行き知覚の形成に直接貢献せず、その実現には視覚連合野が必要である。本研究では、(1)奥行きの弁別のために、両眼視差検出以後になされる情報処理内容を解明し、(2)高次視覚野(V4とMT)がこれらの計算過程へどう関与するかを検討する。この解析を通して、「奥行き知覚の成立に両眼相関計算と両眼対応計算の2つの過程が直接的に貢献することができ、両者り相対的貢献度は、視覚刺激条件に依存して計算に関与する脳部位が変わることにより、適応的に変化する」という仮説を検証する。
本年度は、V4細胞の両眼立体視への因果的関与を検証するため、V4に局所電気刺激を与え、刺激部位の両眼視差選択性に従って、奥行き判断が左右されるかを検討した。V4細胞は相対視差を算出することから、相対視差の検出が必要とされる「細かい奥行き弁別」に対する影響を検討する。局所電気刺激が効果を持つためには、似た性質を持つ細胞が局所的に集まっていなくてはならないが、V4細胞が両眼視差選択性に従って分布していることを申請者らはすでに明らかにしている。実験の結果、「細かい奥行き弁別」にV4野の活動が直接的に貢献していることを証明した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究計画において、もっとも難関であると思われて、微小電気刺激実験が成功し、V4野が細かい奥行き知覚に因果的に関わっていることが証明できた。本成果を、Joumal of Neumscience誌に公表した。

今後の研究の推進方策

研究計画にほぼ沿ってこのまま研究を推進していく。

研究成果

• [雑誌論文] Neural activity in cortical area V4 underlies fine disparity discrimination (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, H.M., Tanabe, S., Doi, T., Fujita, I.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 32 ページ: 3830-3841
  • DOI: DOI:10.1523/JNEUEOSCI.5083-11.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reference frames for spatial frequency in face representation differ in the temporal visual cortex and amygdala (2011)
  • 著者名/発表者名: Inagaki, M., Fujita, I
  • 雑誌名: J. Neurosci 巻: 31 ページ: 10371-10379
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1114-11.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predicted contextual modulation varies with distance from pinwheel Centers in the orientation preference map (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T., Ikezoe, K., Tamura H., Watanabe, M., Aihara, K., Fujita, I.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 1:114
  • DOI: DOI:10.1038/step00114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spinogenesis and pruning in the anterior inferotemporal cortex of the macaque monkey : an intracellular injection study of layer III pyramidal cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Elston, G.N., Oga, T., Okamoto, T., Fujita, I.
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroanatomy 巻: 542
  • DOI: DOI:10.3389/fnana2011.00042
  • 査読あり
• [学会発表] Neural mechanisms for stereoscopic depth perception in macaque V4 : responses to graded anti-correlation (2011)
  • 著者名/発表者名: Abolrahmani, M., Doi, T., Shiozaki, H.M., Fujita, I.
  • 学会等名: Interntional Institute for Advanced Studies Conference on "Frontiers in Neuroscience : from Brain to Mind"
  • 発表場所: 国際高等研究所(京都府)
  • 年月日: 2011-12-06
• [学会発表] Effects of microstimulation in cortical area V4 on fine disparity discrimination (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, H.M., Doi, T., Tanabe, S., Fujita, I.
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 大脳皮質V4野電気刺激による細かい奥行き知覚の操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩崎博史、土井隆弘、田辺誠司、藤田一郎
  • 学会等名: 視覚科学フォーラム第15回研究会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] In vivo two-photon calcium imaging of the cellular arrangement and functional connectivity in layer 2/3 of the mouse primary visual cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Mori, Y., Ikezoe, K., Kitamura, K., Tamura, H., Fujita, I.
  • 学会等名: 8^<th> World Congress of Neuroscience (IBRO)
  • 発表場所: Florence(イタリア)
  • 年月日: 2011-07-15
• [学会発表] 脳ブームの迷信、真実、教訓 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田一郎
  • 学会等名: 第105回日本小児精神神経学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター(新潟県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-18
• [学会発表] 顔反応性細胞の表情に対する選択性の潜時:側頭葉視覚皮質と扁桃体の比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲垣未来男、藤田一郎
  • 学会等名: ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 玉川大学(東京都)
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Responses to correlated and anticorrelated random-dot stereograms In V3/V3A neurons in the monkey (2011)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, Y., Fujita, I.
  • 学会等名: Computational and Systems Neviroscience 2011
  • 発表場所: Salt Lake City(米国)
  • 年月日: 2011-02-26
• [学会発表] ニセ科学にご注意 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田一郎
  • 学会等名: 日本学術会議第二部主催公開シンポジウム「科学の社会的責任」
  • 発表場所: 日本学士院(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2011-02-01
• [図書] 脳の風景～「かたち」を読む脳科学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田一郎
  • 総ページ数: 203
  • 出版者: 筑摩書房
• [備考]
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/post-46/