視覚的注意機構を考慮した眼球運動神経系の制御モデル

考虑视觉注意机制的动眼神经系统控制模型

• 批准号: 16700188
• 负责人: 小濱 剛
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kinki University (2005-2006)Aichi Prefectural University (2004)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16700188/
• 关键词: 眼球運動; 固視微動; 視覚的注意; 上丘; 脳幹; 眼筋; 数理モデル; 計算機シミュレーション; 第一次視覚野; モデル; シミュレーション; 視覚系; 第1次視覚野; 制御モデル

本研究は,視覚的注意機構と眼球運動神経系とがほぼ共通した神経機序に基づくことを示した心理物理学・神経生理学的知見に基づき,視覚的注意機構の機能を考慮した眼球運動神経系の制御モデルの構築を目的とするものである.昨年度までの成果として,一点を固視している状態で発生するsquare-wave jerkに着目し,従来のサッカード眼球運動モデルを拡張して,大脳皮質からのサッカード計画に関する信号と,中脳上丘の注視制御機によってsquare-wave jerkの発生メカニズムを説明する数理モデルを提案した.Square-wave jerkとは,マイクロサッカードと呼ばれる微小な視線のジャンプが,ごく短期間に連続して生じることにより形成される矩形波状の眼球運動であり,マイクロサッカードにより生じた注視目標からの視線のズレ(ポジション・エラー)に対し,別のマイクロサッカードによって自動的に補正する機構により生成されるものと考えられる.本研究では,ポジション・エラーとして発生するマイクロサッカードが,上丘中間層における注視細胞とサッカード細胞との相互抑制的制御機構のノイズ的活動に起因するものと仮定し,注視細胞の活動の低下によって,近辺のサッカード細胞が十分に抑制しきれなくなったとき,マイクロサッカードが発生してポジション・エラーとなると考え,この動作のモデル化に取り組んだ.昨年度までのモデルには,サッカード期間中にのみ,サッカードの振幅や速度に関する信号を発生する上丘の応答特性に問題があり,常に一定の期間だけ発火するような実装となっていた.今年度の成果として,この上丘の応答に関するモデルの記述を見直し,サッカードの速度・振幅特性をコード化した信号を発生するよう修正を施し,その成果を「Asian Conference on Vision」,および,「日本神経回路学会」にて発表した.

这项研究的重点是动眼神经系统，考虑到了视觉注意机制的功能，基于心理物理学和神经生理学的研究结果表明，视觉注意机制和动眼神经系统是基于一种几乎共同的神经机制的目的。这个项目是为系统构建一个控制模型。作为前一年的成果，研究了注视单点时出现的方波。针对眼跳，我们扩展了传统的眼跳眼运动模型，创建了一个数学模型，该模型利用来自大脑皮层和中脑上丘的注视控制器的眼跳规划相关信号解释了方波跳动的产生机制。方波急动是由微扫视形成的矩形波眼球运动，微扫视是在很短的时间内连续发生的注视小跳跃（位置误差），这是另一种微扫视。在本研究中，由于位置误差而产生的微扫视是由上丘中间层的注视细胞和扫视细胞之间的相互抑制控制机制产生的，假设它是由类噪声活动（即注视细胞的活动）引起的。我们假设当附近的眼跳细胞由于眼跳细胞的减少而无法被充分抑制时，就会发生微眼跳和位置错误，并且我们仅在眼跳期间对与眼跳幅度和速度相关的信号进行建模。产生眼跳的上丘响应特性存在问题，并且在实施时总是在一定时间内触发。本财年的结果是，我们审查了有关响应的模型描述并提高了眼跳的速度。 ・我们进行了修改以生成编码幅度特征的信号，其结果发表为“亚洲在“视觉会议”和“日本神经网络学会”上发表。

项目成果

初期視覚系モデルに基づくサッカード間知覚のシミュレーション

基于早期视觉系统模型的扫视间感知模拟

• 发表时间: 2004
• 期刊: 2004年映像情報メディア学会年次大会論文集
• 作者: 篠島良太;小濱 剛;神山斉己
• 通讯作者: 神山斉己