下側頭葉皮質コラム構造での視覚情報処理:複数細胞活動の同時記録による解析

田村弘、金子秀和、藤田一郎

24回日本神経科学

44回日本神経化学合同大会プログラム・抄録集p295

2001926日(水)〜28日(金)国立京都国際会館(京都・宝ヶ池)

下側頭葉皮質TE野では、似た視覚応答選択性を持つ神経細胞が隣接しコラム構造を形成している。その機能的意義を探る一端として、「隣接細胞活動の加算平均(プーリング)により、視覚情報のデコーディング精度が向上するか」を検討した。TE野の隣接した複数の神経細胞(最大12個)の図形刺激に対する視覚反応を、7芯電極により同時記録した。同一視覚刺激に対する細胞応答の試行間平均を信号(S),試行間変動を雑音(N)と考え、プーリング前後のS/N比と情報量を算出した。隣接する細胞間で、64-79個の刺激により引き起こされた視覚応答のノイズの相関は信号の相関よりも弱く、活動のプーリングによりS/N比は向上した。S/N比向上は、呈示刺激に対する細胞応答の安定を意味し、デコーディング時のShannonの情報量は増加すると期待されたが、実データから算出したプーリング後の単一細胞の情報量は、プーリング前の単一細胞の情報量の平均値より小さかった。この情報量減少は、隣接細胞の応答選択性が似ているものの同一ではないことに起因していた。TE野内の隣接した複数神経細胞の活動の加算平均処理は、試行間変動の減少に役立つものの、情報量の観点からはデコーディング精度の向上に有効ではないと結論した。

Visual information processing in area TE: an analysis with multiple single-unit recording techniques

Neurosci. Res. Suppl. 25: S115

Hiroshi Tamura, Hidekazu Kaneko, Ichiro Fujita
Graduate School of Engineering Science, Osaka University; Aist, Crest

The response of a neuron to repeated stimulus presentation is variable in magnitude. The variability can be improved by pooling of activity across a population of neurons. By recording simultaneously from 2 to 12 adjacent neurons in area TE of the inferior temporal cortex, we examined how pooling affects the S/N ratio and the amount of transmitted information. The average S/N ratio, evaluated by the ratio of the mean to the standard deviation of neuronal responses, was improved as the number of pooled neurons was increased. Despite the improved S/N ratio, pooled activities had a less amount of transmitted information than activities of a single neuron due to the only weak signal correlation between them. The results indicate that the improvement of the S/N ratio after pooling of neuronal activities does not increase the amount of transmitted information. Decoding by pooling of population activities within a column does not help extract reliablemessage in area TE..


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