| 講演名 | 2010-07-27 コントラスト空間分布を効率よく伝える機構としてのV1野高次受容野構造(脳活動の計測と解析,一般) 田中 宏喜, |
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| 抄録(和) | 外界の情報が脳内でどのように表現されているのかを理解することは,システム神経科学の大きな目的である.形,動き,奥行きなどを知覚するための最も強力な手がかりとなる画像の輝度分布は,脳視覚情報処理の第一段階において,ガボール関数で近似される局所のサイン波成分に分解されることで,効率よく表現されている.一方で,画像のコントラスト成分だけを利用しても,このような知覚は十分可能である.したがって,コントラストの空間分布もまた,ガボール様関数に基づく効率的な分解表現が行われている可能性が考えられる.われわれは今回,このようなコントラストの分解表現が,脳情報処理の初期段階で行われている可能性を検討した.第一次視覚野の多くの細胞は,古典的受容野の周囲に抑制領域をもつ,このような細胞は,最適なサイン波の高コントラスト領域が古典的受容野に,低コントラスト領域が周辺領域にマッチするときに最もよく応答する.したがって,2つの領域は,コントラスト成分を分解表現するための基底関数として振舞う高次の空間受容野と捉えることができる.われわれは振幅変調グレーティング刺激を用いて、古典的受容野と周辺領域の全体をマップ化する新しい手法を考案し,これをネコ第一次視覚野に適用した(1).調べた細胞の多くは,古典的受容野と周辺領域が同じ向きに伸びたガボール型の高次受容野構造を示した.2つの領域が伸びる向きやサイズは細胞により異なっていた.以上の結果から、第一次視覚野の細胞群全体により,コントラストの空間分布が,さまざまな方位や空間周波数のガボール様成分に分解されて,効率よく情報伝達されていることが示唆された. |
| 抄録(英) | Understanding cortical representation of the external world is one of primary goals of systems neuroscience. At the initial stage of cortical visual processing, luminance distribution of images, which provides us with the strongest cues for shape, motion and depth perception, is efficiently coded based on its decomposition into local sinusoidal components approximated by Gabor functions. On the other hand, such perception is also possible with the contrast components of the images alone. Therefore, there is a possibility that spatial distribution of the contrast may also be efficiently represented based on its decomposition into Gabor-like features. In this study we examined whether such representation for contrast is conducted at the early stage of conical processing. Many neurons in the primary visual cortex have suppressive surround regions outside the excitatory classical receptive fields (CRFs). These neurons show the strongest response when higher contrast region of an optimal sinusoid matches the CRF region and its lower contrast region matches the surround region. Therefore the two regions can be viewed as a high-order receptive field that acts as a basis function for the decomposition of contrast distribution. We developed a new method to map the CRF and suppressive surround regions using amplitude modulated gratings and applied it to the cat primary visual cortex (1). We found that the majority of neurons we examined had the CRF and suppressive surround regions that are elongated in a parallel manner like Gabor functions. The orientation of elongation and the width of the two regions widely varied across cells. The results indicate that activities of a population of neurons with surround suppression in V1-allow an efficient decomposition coding of contrast distribution of images. |
| キーワード(和) | 画像表現 / 高次受容野 / コントラスト / 第一次視覚野(V1野) / ガボール関数 |
| キーワード(英) | Image representation / High-order receptive field / Contrast / Primary visual cortex (V1) / Gabor function |
| 資料番号 | NC2010-41 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC |
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| 開催期間 | 2010/7/20(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Neurocomputing (NC) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | コントラスト空間分布を効率よく伝える機構としてのV1野高次受容野構造(脳活動の計測と解析,一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | High-order receptive fields of V1 neurons as mechanisms to achieve efficient coding of contrast distribution |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 画像表現 / Image representation |
| キーワード(2)（和/英） | 高次受容野 / High-order receptive field |
| キーワード(3)（和/英） | コントラスト / Contrast |
| キーワード(4)（和/英） | 第一次視覚野(V1野) / Primary visual cortex (V1) |
| キーワード(5)（和/英） | ガボール関数 / Gabor function |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 田中 宏喜 / Hiroki Tanaka |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 大阪大学 生命機能研究科 Graduate School of Frontier Biosciences, Osaka University |
| 発表年月日 | 2010-07-27 |
| 資料番号 | NC2010-41 |
| 巻番号（vol） | vol.110 |
| 号番号（no） | 149 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 2 |
| 発行日 | |