三次元視覚情報処理の神経メカニズムの解明

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【緒言】これまでに我々の研究室では、サルの頭頂連合野のCIP領域に、ランダムドット ステレオグラム(RDS)あるいは肌理の勾配で表現された三次元平面の傾きに選択的に反応するニューロンを見つけ、その性質を明らかにしてきた。その結果、頭頂連合野のCIP野で両眼視差と絵画的手がかりの情報が統合されており、この領野が三次元形状の知覚にとって重要な部位であると結論した。一方、三次元形態を脳内で再構成するためには、平面の傾きだけでなく、曲面の知覚も重要であることが心理学的研究、計算理論研究から示唆されている。今年度はCIP領域のニューロンが3D曲面を表象するのか否かについて検討をおこなった。【結果と考察】頭頂間溝後部外側壁(CIP野)のニューロンが,3D曲面刺激にも特異的に反応することを見出した.shape indexとcurvednessのパラメータで,球面から円柱,鞍型などの3D曲面を定量的に表現する方程式(Koenderink,1999)によって作成した3D曲面刺激をランダムドット ステレオグラム(RDS)で表現して画面上に呈示し,注視中のサルCIP野から単一ニューロン活動を記録した.その結果,凸部あるいは凹部をもつ3D曲面に選択的に反応するニューロン群が見出され,約半数のニューロンはshape indexに選択的であった.また,curvednessや,曲面の軸方向に選択的なニューロンもあった.さらに,呈示した3D曲面の一つに対して特異的に応答するニューロンが少数存在した.また、一部のニューロンは視差のないテクスチャーで表現された曲面にも応答し、曲面の表象においても視差情報と絵画的手がかり情報の統合がおこなわれている可能性が示唆された。これらのことから,CIP野ニューロンは様々な3D曲面をコードしていることが明らかとなった.