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脳視覚野における確率共鳴現象と視覚情報処理

视觉皮层的随机共振现象和视觉信息处理

基本信息

批准号：
15650038
负责人：
甲斐昌一
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

閉眼安静状態におけるヒト後頭部には、主として10Hz前後の律動的な脳波(アルファ波)が観察される。このアルファ波は、眼球を介して入力される光刺激の影響を強く受けることが知られているが、本研究ではこの刺激に対する脳波の位相応答を、ウェーブレット解析および複素デモジュレーション法によって解析した。これにより以下の2点が明らかになった。(1)アルファ波は10Hz前後のパルス光に対して引き込みを示すが、引き込まれる位相差は複数存在し多重安定性をもつ。またパルス光提示後の脳波はいずれかの安定性を確率的に選択するが、この選ばれた状態は長時間持続せず、絶えず引き込みと脱引き込みを繰り返し、いくつかの安定位相のあいだを確率的に遷移する。この遷移は内因的な多自由度の非線形ダイナミクスに起因すると考えられ、位相引き込みの遷移時間はガンマ分布に従うことがわかった。このガンマ分布の性質から、パルス光に対する脳波の引き込みは複数の離散的な過渡状態を経て実現するポアソン過程的であることが示唆された。すなわち光刺激の受容と認知を司る領域は離散的なステップから構成されるモジュール構造を成していると考えられる。(2)こうした脳波の引き込みは、光賦活だけでなく、認知プロセスに広く現れる普遍的な現象であることが以下の実験的研究から明らかになった。すなわち、図形提示後に現れるガンマ波や、音刺激に対するアルファ波とガンマ波は、いずれも刺激から150〜800msのあいだに特徴的な引き込みを示した。とりわけ複雑で高度な認識プロセスを経る顔認識においては、従来生理学的に明らかにされていた主要な事象関連電位とよく一致するガンマ波の間欠的な引き込みが観察されたが、このことは顔を構成する形状成分の認知から個人同定に至る認識モジュールへの遷移過程を反映するものと考えられる。以上のように、ヒト脳の視覚認識プロセスは、刺激の性質に大きく依存せず、離散的なステップから構成されるモジュール構造を標準的な情報処理機構として有していることが本研究によって示された。この成果は脳の認識機構をモデル化する上で重要である。

The eyes are closed and the back of the head is in a quiet state, and the back and forth rhythm of the main body is 10Hz.このアルファwaveは、The eyeball is introduced and the influence of light stimulation is strong and the influence of light stimulation is strong and the eyeball is affected by the light stimulation、This study is doneのstimulationに対する脳波のphase応answerを、ウェーブレットanalyticsおよび Complex element デモジュレーション法によってanalyticsした. The following これによりの2点が明らかになった. (1) The のパルス光に対して lead き込みをshowing すが and the lead き込まれる phase difference は plural existence をもつ of アルファは 10Hz front and back. After the light prompts, the stability of the wave and the stability of the wave are maintained for a long time.続せず、Jueえず citedき込みと出见き込みを缲り回し、いくつかの安定phasingのあいだを Accurate migration of する.このMigration は internal cause of なmulti-degree-of-freedom non-linear ダイナミクスに origin するとtestえられ. The nature of the distribution of the このガンマのから、パルス光に対する脳波の出き込みは plural の里The transition state of the dispersed state is the するポアソン process.すなわちLight stimulus のtolerance とcognition を Division る domain は discrete なステップから constitute されるモジュールstructure を成していると考えられる. (2) こうした脳波のinduced き込みは, light energizing だけでなく, cognition プロセスに広This is a study of the common phenomenon of であることが and the following の実験.すなわち, れるガンマ波や after the 図-shaped prompt, sound stimulation に対するアルファwave とガンマwaveは、いずれもstimulationから150~800msのあいだに特徴的な citedき込みをshowした.とりわけFU雑で高なKnowledgeプロセスを経る偫おいては、従来physiology The main events related to the に明らかにされていた are related to the potential of the とよく and the するガンマwave ofな影き込みが観看されたが、このことは色を constitute する shape component のcognition からThe migration process of the individual is reflected in the するものと考えられる. The above のように, ヒト脳の视覚Understanding プロセスは, stimulating nature に大きくdependence せず, discrete なステップからThe Information Processing Organization that constitutes the standard of the Information Processing Structure, the Information Processing Organization, has the following information: It is important to understand the results of the organization and the transformation of the organization.