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視床-皮質間双方向性結合による一次視覚野機能の最適化メカニズム

丘脑与皮层双向耦合优化初级视觉皮层功能的机制

基本信息

批准号：
17022026
负责人：
佐藤宏道
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ネコV1およびLGNニューロンの反応性および受容野特性が、受容野周囲に呈示した刺激によりどのように変化するのかをサイン波状に輝度変化するグレーティング刺激を用いて定量的に解析し、比較検討した。その結果、これまで大脳皮質内において形成されると考えられてきた受容野周囲刺激による抑制性反応修飾がLGNニューロンにおいても明瞭に存在し、視床-皮質投射における情報変換により、この性質が強化されることを確認した。これを契機として、LGNレベルにおける特徴抽出性および刺激文脈依存的処理の実態を包括的に再検討し、以下の結果を得た。1)LGNニューロンにおいても受容野刺激と受容野周囲刺激の方位コントラストに依存した抑制性反応修飾がみられ、この修飾作用の方位選択性はV1のそれに匹敵する。2)LGNニューロンは受容野のみを刺激した場合には方位選択性を示さないが、受容野周囲までをカバーする大きさで、かつ高空間周波数の刺激に対しては明瞭な方位選択性を示す。3)LGNニューロンの空間周波数チューニングは刺激サイズに依存し、受容野よりも大きな刺激に対してシャープなチューニングを示す。逆に、刺激サイズに対する反応のチューニングは刺激の空間周波数に依存し、高空間周波数刺激を用いたときに強い受容野周囲抑制を示す。これらの結果は、従来、その性質が固定不変であり、ゲインコントロールのみ行われる中継点と考えられてきたLGNが、刺激パラメータに依存して非常にダイナミックにその情報処理特性を変化させることによりV1の情報処理特性を直接的にコントロールしていることを示しており、初期視覚系のシステム構築に関する理解は見直されるべきである。特に、V1からのフィードバック結合、および視床網様核を介する反回性抑制ならびにV1由来のフィードバック抑制の機能を明らかにすることが、視床-皮質間投射の厳密な理解において極めて重要であろう。

The response and tolerance characteristics of V1 and LGN are analyzed quantitatively and compared. As a result, it was confirmed that the inhibitory anti-modification of LGN was induced by the stimulation of the brain, and that the information exchange and enhancement of the properties of the retinal-cortical projection were observed. The following results are obtained from the re-examination of the situation of processing, including the characteristics of extraction and stimulation context dependence, in the context of the opportunity and LGN. 1) LGN is sensitive to tolerance stimuli and to tolerance stimuli, and its orientation is dependent on inhibition and orientation, and its orientation selectivity is comparable to V1. 2) The LGN is sensitive to field stimuli, and the orientation selectivity is indicated. 3) The spatial frequency of the LGN signal is displayed in response to stimulus dependence and tolerance. The spatial frequency dependence of the stimulus and the spatial frequency dependence of the stimulus are shown in the middle of the response spectrum. The result is that the information processing characteristics of V1 are directly related to the understanding and construction of the initial visual system. In particular, V1 is very important for understanding the density of the retinal-cortical projection due to the retroactive inhibition of V1 origin and function of retinal-cortical projection.