事前知識と視覚知覚 (Priors and visual perception)

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24300146
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: ガードナー ジャステン 独立行政法人理化学研究所, Gardner研究ユニット, ユニットリーダー (70565134)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 事前知識 / fMRI / 注意 / 視覚 / 知覚

研究概要

1.当該課題に従事する研究者を採用。
2.行動実験を行い、心理物理実験で被験者に提示するバイアスの選択肢を選別した。
"choicemodel(選択モデル)"を実験データに当てはめた結果、被験者はエラーを出した後には、選択肢を変更する傾向があった。しかしこれは、"irrational"(不合理的)な選択であり、課題に対する正解率は低くなった。我々は、この意思決定過程のおける修正・変更という行為は、間違いを起こした後の修正・変更は通常正しいという、ヒトが過去の経験から得たある種のprior(事前知識)であると考える。その後、fMRIのパイロット実験を行い、選択肢を分析した。
3.行動実験とfMRI実験から得られた速度に関する事前知識のデータを解析。
これらの実験では、視覚刺激のコントラストを落とし、刺激が提示される速度/頻度を変えてみた。その結果、ヒトは実際の速度/刺激頻度を反映する選択肢から、事前知識から予測されるより可能性の高い選択肢へと知覚をシフトする、という人間の行動では周知の結果が得られた。その後のデコーディング及びボクセルポピュレーション分析では、これらの事前知識(priors)に対する反応は、感覚刺激に対する神経反応が表れる大脳皮質の同じエリアである初期視覚野で表れることがわかった。
4.上記の結果を論文マニュスクリプトとして取りまとめた。
5.事前知識に関する発表論文を日本神経科学大会とCosyne(Computational and Systems Neuroscience)へ投稿した。

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

当初の予定通りに行動実験、fMRI実験を行い、データ解析へと進むことが出来た。

今後の研究の推進方策

当初計画通りに、.H24年度に引き続き行動実験とfMRI測定のデータを集積・分析するとともに、後半からは速度弁別課題(speed discrimination task)の行動実験のテストを開始する。

次年度の研究費の使用計画

前期の実験及び解析が順調に進んだため、下半期では専任の研究員を一旦プロジェクトから退いてもらった。その為次年度への当該(繰越)助成金が生じた。次年度は、当該助成金と合わせた予算の大半は前期の実験計画等に必要である専任研究員の人件費に充当するとともに、解析ソフト及びコンピュータの購入にも充当する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Demonstration of tuning to stimulus orientation in the human visual cortex : A high-resolution fMRI study with a novel continuous and periodic stimulation paradigm. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sun, P., Gardner, J. L., Costagli, M., Ueno, K., Waggoner, R. A., Tanaka, K., and Cheng K
  • 雑誌名: Cerabral Cortex 巻: 27 ページ: 1618-29
  • DOI: 10.1093/cercor/bhs149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Learning to simulate others' decisions. (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, S., Harasawa, N, Ueno, K., Gardner, J. L., Ichinohe, N., Haruno, M., Cheng, K., and Nakahara H.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 74 ページ: 1125-37
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2012.04.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional signalers of changes in visual stimuli : Cortical responses to increments and decrements in motion coherence. (2012)
  • 著者名/発表者名: Gardner, J. L., Wan, X., Ricciardi, E., Pietrini, P., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 雑誌名: Cerebral Cortex ページ: 1-9
  • DOI: 10.1093/cercor/bhs294
  • 査読あり
• [学会発表] Cortical mechanisms in humans which improve perception with prior information (2012)
  • 著者名/発表者名: Gardner, J. L.
  • 学会等名: Stanford University
  • 発表場所: Palo Alto, CA, VSA(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] Cortical mechanisms in humans which improve perception with prior information (2012)
  • 著者名/発表者名: Gardner, J. L.
  • 学会等名: UCSF
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] Cortical mechanisms in humans which improve perception with prior information (2012)
  • 著者名/発表者名: Gardner, J. L.
  • 学会等名: University of California, Berkeley
  • 発表場所: Berkeley, CA, USA(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-10
• [学会発表] Human imaging of visual priors (2012)
  • 著者名/発表者名: Gardner, J. L.
  • 学会等名: Harvard University Symposium
  • 発表場所: Cambridge, MA, USA(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-19
• [学会発表] Encoding of graded changes in validity of spatial priors in human Visual cortex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hara, Y., and Gardner, J.L.
  • 学会等名: Asia Pacific Conference on Vision
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2012-07-14
• [学会発表] Biases in speed perception are encoded in human early visual cortex 。 (2012)
  • 著者名/発表者名: Gardner, J. L.
  • 学会等名: Expanding Horizon of MRI in Neuroscience : SNUBrain Imaging Center Opening Symposium
  • 発表場所: Seoul National University, Seoul, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] Spatial priors enhance behavioral performance through efficient selection of visual cortical signals. (2012)
  • 著者名/発表者名: Gardner, J. L.
  • 学会等名: Emory University
  • 発表場所: Atlanta, GA, USA(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-15
• [備考]
  • URL: http://gru.brain.riken.jp