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講演抄録/キーワード
講演名 2018-10-19 17:15
眼球運動を指標としたTilt-Translation識別の曖昧性評価
中野仁賀平田 豊中部大
技報オンラインサービス実施中
抄録 (和) 頭部加速度センサーの耳石器は,アインシュタインの等価原理により,並進運動 (Translation) と重力軸に対する頭部傾斜 (Tilt) を識別できない.しかし,ヒトは視覚情報がなくとも自らの頭部運動を正確に知覚できる.理論的には,加速度と角速度を用いた簡単な微分方程式を解くことで両状態を識別できる (Angelaki et al., 1999).また,サルにおいて小脳の出力細胞である Purkinje 細胞の神経活動から,小脳が三半規管由来の角速度情報を用いて並進運動と傾きを識別していることが示唆されている (Yakusheva et al., 2007).しかし,小脳神経回路におけるTilt-Translation 識別の詳細な神経機構は解明されていない.
本研究では,Tilt-Translation 識別の小脳内神経機構の解明を目指し,暗所での眼球運動を主な指標として,金魚のTilt-Translation 識別能力の有無を評価した.正常な金魚は,左右への並進運動と Roll 方向の傾き刺激に対して異なる眼球運動を発生させたが,小脳除去後には同じ眼球運動を示すようになった.この結果は,金魚も霊長類と同様にTilt-Translation 識別能力を有し,小脳がその識別に必要であることを強く示唆している. 
(英) According to Einstein’s equivalence principle, the otolith organs, which is biological accelerometers in inner ears, cannot distinguish translational motion from tilt motion relative to gravity, and vice versa. This is called tilt-translation ambiguity. Humans can correctly perceive these two types of self-motion even in the dark without visual information. In theory, the tilt-translation ambiguity problem can be solved by a simple differential equation consisting of linear and gravitational accelerations and angular velocity (Angelaki et al., 1999). A previous study showed in monkeys that the cerebellum solves the tilt-translation discrimination problem as Purkinje cells code only translational acceleration information in response to combined tilt-translation stimulations (Yakusheva et al., 2007). However, it is still enigmatic as to how the cerebellar neuronal circuitry solves the tilt-translation ambiguity problem. Presently, as the first step for elucidating cerebellar neuronal mechanism to solve the problem, we investigated in goldfish the vestibulo-ocular reflex (VOR) in the dark elicited by tilt-translation combined stimulations as an indicator of their ability in discriminating tilt from translation. We demonstrate that in normal goldfish, different and proper VOR eye movements were observed during lateral translation and static roll tilt. By contrast, after cerebellectomy, similar VOR eye movements were observed during these different vestibular stimulations. The results suggest that 1) goldfish is a good model system to investigate neuronal mechanisms of the tilt-translation discrimination, and 2) the cerebellum plays a crucial role in solving the tilt-translation ambiguity problem in goldfish as in monkeys.
キーワード (和) 小脳 / 耳石器 / 前庭動眼反射 / 金魚 / / / /  
(英) Cerebellum / Otolith / Vestibulo-ocular Reflex / Goldfish / Eye movement / / /  
文献情報 信学技報, vol. 118, no. 258, NC2018-20, pp. 39-39, 2018年10月.
資料番号 NC2018-20 
発行日 2018-10-12 (NC) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 NC MBE  
開催期間 2018-10-19 - 2018-10-20 
開催地(和) 東北大学 
開催地(英) Tohoku Univ. 
テーマ(和) BCI/BMIとその周辺, 一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 NC 
会議コード 2018-10-NC-MBE 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 眼球運動を指標としたTilt-Translation識別の曖昧性評価 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Evaluation of the ambiguity in tilt-translation discrimination by using vestibulo-ocular reflex in goldfish 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 小脳 / Cerebellum  
キーワード(2)(和/英) 耳石器 / Otolith  
キーワード(3)(和/英) 前庭動眼反射 / Vestibulo-ocular Reflex  
キーワード(4)(和/英) 金魚 / Goldfish  
キーワード(5)(和/英) / Eye movement  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 中野 仁賀 / Masanori Nakano / ナカノ マサノリ
第1著者 所属(和/英) 中部大学 (略称: 中部大)
Chubu University (略称: Chubu Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 平田 豊 / Yutaka Hirata / ヒラタ ユタカ
第2著者 所属(和/英) 中部大学 (略称: 中部大)
Chubu University (略称: Chubu Univ.)
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講演者
発表日時 2018-10-19 17:15:00 
発表時間 15 
申込先研究会 NC 
資料番号 IEICE-NC2018-20 
巻番号(vol) IEICE-118 
号番号(no) no.258 
ページ範囲 p.39 
ページ数 IEICE-1 
発行日 IEICE-NC-2018-10-12 


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