| 研究課題/領域番号 |
25351005
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| 研究機関 | 独立行政法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
林 隆介 独立行政法人産業技術総合研究所, 人間情報研究部門, 主任研究員 (80444470)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 神経科学 / 視覚情報処理 / 顔認識 |
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| 研究実績の概要 |
ヒトをはじめとする霊長類は、顔の向きが変わっても、それが誰の顔か正確に判断することができる。こうした顔認識能力の神経基盤として、下側頭葉の「顔エリア」とよばれる脳領域群からなるネットワークが重要な役割を担うと考えられているが、その詳細は明らかでない。研究計画の2年度目にあたる本年度は、マカクザルの方位不変的な顔認識能力の神経基盤が他の物体カテゴリー情報処理とどのように関わるかを明らかにするため、実験パラダイムの拡張を行った。
前年度までに、下側頭葉の終端部であるTE野の後部、中央部、前部に埋め込んだマイクロ電極アレイから神経活動記録を行い、顔の方位と顔の個人識別情報（ID情報）の表現様式が、ＴＥ野の部位によって異なることを明らかにしていた。そこで、本年度は、ヒトの顔とサルの顔ならびに顔以外の物体カテゴリーの間で、方位の情報がどのように表現されるのか、比較研究するための実験準備を行った。まず、多視点画像撮影による３Ｄスキャンシステムを使って、ヒトとサル、果物、靴、車、電車などさまざまなオブジェクトの３ＤＣＧモデルのデータベースを作成した。さらに、異なるオブジェクト同士を３Dモーフィングするソフトウェア開発を研究協力者に依頼し、物体カテゴリーの変化と方位の変化が、神経応答にどのように影響するのか調べるための画像データベースを構築した。また、多数の電極埋め込みを可能にするため、新たな動物実験装置の開発を行い、特許を取得した。この他、顔以外のカテゴリーとして、身体部位（特に手の形）に注目し、どんな手の画像を見ているか神経データから復号化する技術を開発し、積極的に学会発表を行った。
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| 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
前年度までに、下側頭葉の終端部であるTE野の後部、中央部、前部に埋め込んだマイクロ電極アレイから神経活動記録を行い、それぞれの部位における顔の方位とID情報の表現様式の違いをとらえられることに成功した。そこで、ヒトの顔以外の物体カテゴリーでも同様の表現様式の違いがTE野の部位ごとにみられるかを明らかにするため、実験パラダイムの拡張をおこなった。具体的には、ヒトとサル、果物、靴、車、電車などさまざまなオブジェクトの３ＤＣＧモデル間でモーフィング操作を行うことにより、物体カテゴリーの変化と方位の変化が、神経応答にどのように影響するのか調べるための画像データベースが完成した。同データベースを使うことで、顔と顔以外の情報処理の比較ができるようになるとともに、電気刺激実験における刺激効果が高められることが期待される。また、本研究では、多数のマイクロ電極アレイを脳に埋め込む必要があるが、そのためには、電極の出力コネクタを設置する場所を確保する必要がある。４つ以上のコネクタ設置を可能にする新たな動物実験装置の開発を行い、特許を取得した。この他、顔以外のカテゴリーとして、身体部位（特に手の形）に注目し、どんな手の画像を見ているか神経データから復号化する技術を開発した。電気刺激実験に向けた準備として、実験動物２頭に対して実験課題を遂行できるようトレーニングを終えた。このように、顔情報処理様式に関する知見が得られ、実験環境の立ち上げが進むなど、計画当初の予定を概ね達成することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
顔エリアが多く分布するTE野を中心とした脳領域の表面に400μm間隔で配列された96本の電極からなるアレイ型電極を計４個（合計384本の電極）埋め込み、顔画像を含めたさまざまな画像に対する神経活動を記録することを目標とする。そして、顔エリアに対応する部位を同定したのち、各顔エリアを多点電気刺激し、顔認知機能の変化を定量評価する実験を行うことをめざす。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定していた電極埋め込み手術が次年度にずれ込んだため、手術関連の経費が当該年度中に使われなかった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度に、手術関連の経費として使用する計画である。
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| 備考 |
H26年度の年報を上記ウエブサイトにて公開予定
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