三次元視覚情報処理の神経メカニズムの解明-単一ニューロン活動の記録と機能的MRIによる解析

阐明3D视觉信息处理的神经机制-通过记录单个神经元活动和功能MRI进行分析

基本信息

批准号：
12210136
负责人：
泰羅雅登
金额：
--
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

三次元的な視覚情報の処理経路について,V1,V2などの初期視覚野での視差検出細胞についての知見は得られているが,より高次な視覚領域での三次元的形態認識にいたる視覚情報処理機構についてはまだ不明な点が多い.我々はこれまでに面方位識別ニューロンが種々の両眼視差信号を統合して平面の三次元的な傾きを識別していることを明らかにしてきた.一方,ヒトの心理物理実験は三次元形態の認識に透視画法による輪郭や陰影などの単眼性(絵画的)手がかりも重要であることを示している.本年度の研究では,三次元形態識別における絵画的手がかりの役割を明らかにするために,慢性サルのニューロン活動記録実験でCIP領域の面方位識別ニューロンの反応に透視画法による輪郭がどのように関与しているのかを調べ,さらに機能的MRI(fMRI)によって陰影から三次元形態を識別するヒトの神経機構について調べた.立体図形を呈示するステレオディスプレイを使って,見本刺激と数秒の後に呈示されるサンプル刺激で面の三次元的な傾きを識別し,同じならGo,違っていたらNo-go反応をする遅延見本合わせ課題をサルに訓練した.刺激にはa.面の傾きを視差信号と透視画法による輪郭によって表現した立体図形,b.ランダムドットステレオグラムによる立体図形,c.aから透視画法の要素を除いた立体図形,d.透視画法で表現した立体図形を用いて,各刺激に対するニューロン活動を比較した.CIP領域の面方位識別ニューロンの多くは,視差手がかり(D)と透視画法手がかり(P)に基づいて傾きを識別するタイプ(DP type,19/35)か,視差手がかり基づいて傾きを識別し,透視画法手がかりの影響をうけないタイプ(D type,11/35)であり,透視画法手がかりに基づいて傾きを識別するタイプ(P.type,2/35)はきわめて少なかった.また,DP typeのニューロンでは視差手がかりと透視画法手がかりが組み合わされた刺激に対する反応のほうが透視画法手がかりだけの刺激に対する反応よりも強く,また,各刺激での面の傾きに対するチューニングを比較すると透視画法手がかりだけの刺激ではチューニングがずれることがわかった.以上の結果はCIP領域での面の傾きの識別のために両眼視差手がかりと透視画法の絵画的手がかりが統合されているが,透視画法手がかりの効果は視差手がかりよりも小さいことを示唆している.絵画において陰影は表面の凹凸を表現するのにきわめて効果的な手法である.fMRIを用いて陰影で表現された凹凸の識別に関与する脳領域を調べたところ,右側の頭頂間溝後方部に活動が見つかった.この領域は過去の研究で三次元形態の識別に関与する領域であることがわかっており,ヒトにおいても三次元形態識別のために視差手がかりと絵画的な手がかりの統合が,頭頂連合野領域で行われる可能性が示唆された.

尽管我们已经在早期视觉皮层（例如V1和V2）中获得了有关视差检测细胞的知识，但有关视觉信息处理机制仍然有许多未知数导致在高阶视觉区域中导致三维形态识别。我们以前曾透露，平面歧视神经元已经整合了各种双眼视差信号，以鉴定平面的三维倾斜。同时，人类的心理物理实验表明，荧光形态的轮廓和阴影等单眼（图片）提示对于识别三维形态也很重要。在今年的研究中，为了阐明绘画线索在三维形态中的作用，我们研究了慢性猴子中荧光镜拟南芥神经元活性记录实验的轮廓如何参与CIP区域的平面方向歧视神经元的响应。此外，我们研究了将三维形态与功能性MRI（fMRI）区分开的人类神经机制。使用呈现三维图形的立体显示显示，我们训练了猴子，用样品刺激和几秒钟后提出的样品刺激识别表面的三维倾斜度，如果相同，我们训练了猴子来执行延迟的样品刺激，如果有不同的情况，则进行了或不进行响应。对于刺激，我们使用了一个3维的图形，使用荧光影像学信号和轮廓表达平面的斜率，使用随机点刻度图，C 3维图，C 3维图，而无需使用荧光成像方法的元素，以及使用fluorsoscopic Image的元素，以及使用d二维活动的荧光图像和荧光图像图像和A的图像图像和A fluorost fimoRect and and and fluorsiroct and and and Imemosic and and and and Imemosic and a and Imemific Imagiric Imagiric Imagiric Imagiric Imagic and a a。比较每个刺激。 CIP区域中的许多平面定向歧视神经元都是基于视差线索（D）和荧光成像方法提示（P）（DP）识别斜率的类型。这是一种基于视差提示识别斜率的类型，并且不影响视角提示（d type，11/35），并且很少有类型的类型基于视角提示（P.类型，2/35）识别斜率。它也是一种基于透视提示（P。类型，2/35）来识别斜率的类型。在类型的神经元中，对刺激的反应在这种刺激中，视差线索和荧光镜检查提示的组合比荧光镜检查提示中的响应强，并且在比较每个刺激中平面的调谐时，发现仅使用荧光镜cues的刺激时，调整调整时会移动。以上结果表明，双眼视差提示和荧光镜拟线索被整合以区分CIP区域的平面的倾斜度，但是荧光镜检查提示的效果是视差提示。它表明它比那小。阴影是表达绘画中表面不平衡的非常有效的方法。当我们研究使用fMRI鉴定在阴影中表达的不平整性的大脑区域时，在右侧的后室间间沟中发现了活性。先前的研究表明，该区域参与了三维形态的鉴定，这表明在人类中，视差线索和图形提示的整合可能发生在顶叶区域中，以进行三维形态鉴定。