Processing of visual textures in the primary and secondary visual cortex of the mouse

小鼠初级和次级视觉皮层视觉纹理的处理

基本信息

批准号：
22KJ0962
负责人：
BOLANOS FEDERICO
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、哺乳類の視覚情報処理において重要な役割を果たすテクスチャの理解を深めることを目的としました。テクスチャは、パターン検出やオブジェクトの区切り、分類などの知覚タスクにおいて重要な情報を効率的に表現します。マウスを用いて、視覚皮質におけるテクスチャの処理を調査しました。実験では、畳み込みニューラルネットワークを用いて、テクスチャと同じ低次特徴を持つスクランブル刺激を生成し、マウスが異なるテクスチャ間で識別できるかどうかを評価しました。その結果、マウスは異なるテクスチャ家族間での識別が可能であることが示されました。一次視覚野（V1）と二次視覚野（LM）の神経基盤を調査するために、広域および2光子GCaMPイメージング技術が使用されました。実験結果から、マウスの一次視覚野（V1）と二次視覚野（LM）の神経応答がテクスチャに対して異なることが明らかになりました。LMの応答変調がV1よりも高いことが示されました。さらに、テクスチャ統計量を特徴として使用して個々の細胞の応答を予測するために線形エンコーダモデルが訓練され、LMの神経応答がV1よりもモデルでより適切に捉えられることが示されました。また、マウスにおけるテクスチャ視覚が存在し、哺乳類の種間でテクスチャ処理の神経原理が保存されていることが示唆されました。今後の研究では、これらの神経メカニズムの詳細をさらに解明し、視覚システムの理解を進めることが期待されます。さらなる研究は、テクスチャ処理のメカニズムを明らかにすることで、視覚認識や知覚タスクに関する理解を深め、人工知能や機械学習の分野において新たなアプローチや技術の開発に貢献することが期待されます。また、視覚システムの機能と構造の比較研究を通じて、哺乳類の視覚処理に共通する原理を探求し、神経科学の基本的な問題に対する理解を向上させることができます。

在这项研究中，目的是加深对纹理在哺乳动物的视觉信息处理中起重要作用的理解。纹理有效地表达了感知到的任务中的重要信息，例如模式检测，对象分离和分类。使用鼠标，我们研究了视觉皮层中的纹理。在实验中，我们使用折叠的神经网络来生成具有与纹理相同的低阶特征的争夺刺激，并评估是否可以在不同纹理之间识别鼠标。结果，指示鼠标可以在不同的纹理系列之间识别。为了研究主要观看场（V1）和次要可见性（LM）的神经基础，使用了较大面积和两种GC GCAMP成像技术。实验结果表明，小鼠主要观点（V1）和次级视觉舞台（LM）的神经反应在质地上是不同的。结果表明，LM的响应调制高于V1。此外，已经表明，训练了线性编码器模型，以使用纹理统计量作为特征来预测单个细胞响应，并且LM的神经反应在模型中比V1更合适。还建议小鼠具有纹理视觉，并且在哺乳动物之间保留了纹理加工的神经原理。预计未来的研究将进一步阐明这些神经机制并促进对视觉系统的理解。预计进一步的研究将通过阐明纹理处理的机制，并为人工智能和机器学习领域的新方法和技术的发展做出贡献，从而加深对视觉意识和感知任务的理解。此外，通过视觉系统功能和结构之间的比较研究，可以探索哺乳动物常见的原理并了解神经科学的基本问题。