Processing of visual textures in the primary and secondary visual cortex of the mouse

小鼠初级和次级视觉皮层视觉纹理的处理

• 批准号: 22KJ0962
• 负责人: BOLANOS FEDERICO
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0962/
• 关键词: テクスチャ; 視覚情報処理; 一次視覚野; 二次視覚野; 神経応答; マウス; 視覚システム; 神経原理

本研究では、哺乳類の視覚情報処理において重要な役割を果たすテクスチャの理解を深めることを目的としました。テクスチャは、パターン検出やオブジェクトの区切り、分類などの知覚タスクにおいて重要な情報を効率的に表現します。マウスを用いて、視覚皮質におけるテクスチャの処理を調査しました。実験では、畳み込みニューラルネットワークを用いて、テクスチャと同じ低次特徴を持つスクランブル刺激を生成し、マウスが異なるテクスチャ間で識別できるかどうかを評価しました。その結果、マウスは異なるテクスチャ家族間での識別が可能であることが示されました。一次視覚野（V1）と二次視覚野（LM）の神経基盤を調査するために、広域および2光子GCaMPイメージング技術が使用されました。実験結果から、マウスの一次視覚野（V1）と二次視覚野（LM）の神経応答がテクスチャに対して異なることが明らかになりました。LMの応答変調がV1よりも高いことが示されました。さらに、テクスチャ統計量を特徴として使用して個々の細胞の応答を予測するために線形エンコーダモデルが訓練され、LMの神経応答がV1よりもモデルでより適切に捉えられることが示されました。また、マウスにおけるテクスチャ視覚が存在し、哺乳類の種間でテクスチャ処理の神経原理が保存されていることが示唆されました。今後の研究では、これらの神経メカニズムの詳細をさらに解明し、視覚システムの理解を進めることが期待されます。さらなる研究は、テクスチャ処理のメカニズムを明らかにすることで、視覚認識や知覚タスクに関する理解を深め、人工知能や機械学習の分野において新たなアプローチや技術の開発に貢献することが期待されます。また、視覚システムの機能と構造の比較研究を通じて、哺乳類の視覚処理に共通する原理を探求し、神経科学の基本的な問題に対する理解を向上させることができます。

This study で は, mammals の 覚 intelligence 処 Richard に お い て important な "を cut fruit た す テ ク ス チ ャ の understand を deep め る こ と を purpose と し ま し た. テ ク ス チ ャ は, パ タ ー ン 検 out や オ ブ ジ ェ ク ト の area cut り, classification な ど の know 覚 タ ス ク に お い て important な intelligence を sharper rate に performance し ま す. Youdaoplaceholder5 ウスを is treated with ウスを て and 覚 cortex におけるテ スチャ スチャ to investigate を ま た た た. Be 験 で は, 畳 み 込 み ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト ワ ー ク を with い て, テ ク ス チ ャ with the low じ time と 徴 を hold つ ス ク ラ ン ブ ル stimulus を generated し, マ ウ ス が different な る テ ク ス チ ャ で recognition between で き る か ど う か を review 価 し ま し た. そ の results, マ ウ ス は different な る テ ク ス チ ャ between family で の recognize が could で あ る こ と が shown さ れ ま し た. A visual 覚 wild (V1) と secondary visual 覚 wild (LM) の god 経 base plate を survey す る た め に, his design domain お よ び two photon GCaMP イ メ ー ジ ン グ が use さ れ ま し た. Be 験 results か ら, マ ウ ス の a visual 覚 wild (V1) と secondary visual 覚 wild (LM) の god 経 応 answer が テ ク ス チ ャ に し seaborne て different な る こ と が Ming ら か に な り ま し た. LM 応 responds to the change of がV1よ よ <s:1> the height of <s:1> とが shows されま た た. さ ら に, テ ク ス チ を ャ statistics, 徴 と し て use し て a 々 の cells の 応 answer を be す る た め に linear エ ン コ ー ダ モ デ ル が training さ れ, LM の god 経 応 answer が V1 よ り も モ デ ル で よ り appropriate に catch え ら れ る こ と が shown さ れ ま し た. ま た, マ ウ ス に お け る テ ク ス チ ャ apparent 覚 が し, mammals の interspecific で テ ク ス チ ャ 処 Richard の 経 principle が god save さ れ て い る こ と が in stopping さ れ ま し た. Future study で の は, こ れ ら の god 経 メ カ ニ ズ ム の detailed を さ ら に interpret し, 覚 シ ス テ ム の understand を into め る こ と が expect さ れ ま す. さ ら な る research は, テ ク ス チ ャ 処 Richard の メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る こ と で, regard 覚 や know 覚 タ ス ク に masato す る understand を deep め, artificial can や mechanical learning の eset に お い て new た な ア プ ロ ー チ や technology の open 発 に contribution す る こ と が expect さ れ ま す. ま た, 覚 シ ス テ ム の function と comparative study tectonic の を tong じ て, mammals の 覚 処 Richard に common す る principle を explore し, god 経 の basic science な に す seaborne る understand を upward さ せ る こ と が で き ま す.

项目成果

Processing of visual textures in the mouse visual cortex

小鼠视觉皮层视觉纹理的处理

• 发表时间: 2022
• 作者: Bolanos;F.;Orlandi;J.G.;Jagadeesh;A.V.;Gardner;J.L;Benucci;A.
• 通讯作者: A.

Efficient coding of natural images in the mouse visual cortex

• DOI: 10.1038/s41467-024-45919-3
• 发表时间: 2024-03-19
• 期刊: NATURE COMMUNICATIONS
• 影响因子: 16.6
• 作者: Bolanos，Federico;Orlandi，Javier G.;Benucci，Andrea
• 通讯作者: Benucci，Andrea

Processing of visual textures in the primary and secondary visual cortex of the mouse

小鼠初级和次级视觉皮层视觉纹理的处理

• 发表时间: 2022
• 作者: Bolanos;F.;Orlandi;J.G.;Jagadeesh;A.V.;Gardner;J.L;Benucci;A.
• 通讯作者: A.

Efficient coding of texture images in the mouse visual cortex

小鼠视觉皮层纹理图像的高效编码

• 发表时间: 2022
• 作者: Bolanos;F.;Orlandi;J.G.;Aoki;R.;Jagadeesh;A.V.;Gardner;J.L.;Benucci;A.
• 通讯作者: A.

Ventral stream visual areas support perceptual discriminability of texture images in the mouse

腹侧流视觉区域支持小鼠纹理图像的感知辨别能力

• 发表时间: 2022
• 作者: Bolanos;F.;Orlandi;J.G.;Jagadeesh;A.V.;Gardner;J.L;Benucci;A.
• 通讯作者: A.