単一ニューロン同時記録による奥行き弁別メカニズムの解明

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サルの奥行き弁別能力は、その情報を担う大脳皮質MT野ニューロンの弁別能力に制約されると考えられている。限られた情報からより高い弁別能力を発揮するため、サルは複数のニューロンから情報を集合(pooling)しているという仮説がある。この仮説を検証するため、本研究では、サルが弁別を行っている最中に1つの単一ニューロンと周辺のマルチユニットを記録し、複数のニューロン活動でサルの弁別能力を説明できるか検証した。サルが奥行き弁別を遂行中に、大脳皮質MT野からニューロン活動を記録し、単一ニューロンとマルチユニットを分けだした。まず、記録した単一ニューロンの弁別閾値とマルチユニットの弁別閾値とをreceiver-operating characteristic(ROC)解析を用いて計算し、比較した。すると、単一ニューロンの弁別閾値とマルチユニットの弁別閾値とに差はなかった。すなわち、複数のニューロン活動を足し合わせても情報量が増えるというわけではない。これは、足し合わせた情報が独立でなかったためであるかもしれない。そこで次に、単一ニューロンとマルチユニット間の情報の独立度を測定した。すると、両者のトライアル毎の発火数の変動には強い正の相関があった(平均r=0.45,N=56)。これは、2つの単一ニューロン間で一般的に見られる相関よりも強い。したがって、複数のニューロン活動を足し合わせただけでは、情報が相関しているため、結果としてより弁別能力を高めることはできない。