大阪大学大学院 生命機能研究科 認知脳科学研究室 生物学、脳研究、脳と心、意識、認知脳科学、神経科学、行動学、視覚、錯覚、脳の発達
 サイトマップ English
トップ > 研究

研究本研究グループは、視知覚・視覚認識を担う脳内情報処理とそれを支える構造的基盤の解明を目標としている。 とくに、「視覚対象の知覚に不可欠な側頭葉視覚連合野で、形・色・模様・両眼視差などの視覚属性がどう 処理され、物体像の知覚や認識が可能になるのか」、「その処理過程を支える解剖学的基盤はどうなってい るか」、「どのような神経活動が知覚意識の形成に関係するのか」の理解を目指す。 電気生理学を主体に、神経解剖学、心理物理学、動物行動学、分子細胞生物学など様々な研究分 野の技術・論理・概念を駆使した実験的研究を行う。

物体視覚像の脳内における符号化と表現

外界世界は眼球光学系を介して網膜に投影され、個々の視細胞は視野内のごく局所から来る光 の強度と波長を検出する。この光の強度と波長の空間分布と時間変化の情報は脳により様々な 変換がほどこされ、その最終産物は、「視覚像の物理的変化にまどわされることなく安定し、 柔軟かつ迅速な知覚」を得るのに適した様式で、単一もしくは複数のニューロンの活動として 符号化され表現されている。本プロジェクトでは、物体認識にかかわる経路の最終段階である 下側頭葉皮質における視覚情報の符号化と表現の形式を、さまざまな電気生理学的手法(単一 ニューロン活動記録、単一プローブマルチニューロン活動記録、マルチプローブ・マルチニュ ーロン活動同時記録、光学イメージング、神経活動局所不活化、薬物イオン泳動微小投与)を 用いて解析する。

下側頭葉皮質−細胞とコラム−
   マップ・モジュール・情報構造

霊長類下側頭葉皮質の図形特徴選択性コラムの模式図

側頭葉経路における両眼視差情報の処理

2つの眼はわずかに異なった世界を見ている。両眼の網膜上における視覚像のわずかなずれ(両眼視差) は、奥行きや物体の三次元構造を知る強力な視覚てがかりである。近年、われわれは、両眼視差情報が、 従来考えられていた頭頂葉経路のみならず、側頭葉経路においても処理されていることを見出した。 これら腹側経路の両眼視差感受性細胞は、その入力情報をどこから受けているのか、これらの細胞の活動 は両眼立体視や眼球運動のどの側面に利用されているのかを明らかにする。

   視覚系による三次元面構造の復元
錯視のメカニズム


名優左ト全氏は、かつて、「両目はどうせ同じものを見ているのだから両方いっしょに使うのはもったいない」と言って、眼帯をつけて片目ずつ使っていたと言う。ユニークな彼の面目躍如たる言葉だが、実は、彼の言ったことは正しくない。右目と左目はわずかに異なった世界を見ており、両眼の間の網膜像のずれ(両眼視差)により、我々は奥行き知覚を得ることができるのである。


ランダムドットステレオグラムと奥行き知覚


視覚意識に対応した神経現象

視覚刺激と視覚的知覚意識が乖離するような状況を作り出し、そのような状況下で、与えた視覚刺激にではなく、 生じた知覚意識に相関するような活動を示すニューロンを探索する。電気生理学的実験とともに、ヒトを被検体と した心理実験、脳機能イメージングを行う。この研究により、特定の視覚刺激に対して反応している細胞が、その 視覚刺激の知覚に実際に貢献しているかどうかの検討を行うことができる。また、視覚意識の神経基盤を探求する 上での出発点を提供する。

知覚の脳内メカニズム−脳と心の関係の解明に向けて−
主観的経験と神経活動



多数ニューロン活動解析システムの開発

ひとつの知覚内容が、単一ではなく多数のニューロンにより表出されているならば、単一ニューロンの活動を逐次 的に調べるのではなく、多数ニューロンの活動を同時に調べることで初めて明らかになることがあるはずである。 覚醒行動中の動物のニューロン集団の活動を記録する電極や、電位記録データから個々の活動電位を分離し、内包 されている情報の符号化構造を引き出す解析ソフトウエアの開発・改良を行う。

視覚野における機能構築と情報のプーリング


多数神経細胞のスパイク波形のクラスター解析


大脳皮質視覚連合野の解剖学的構造

脳の各領域における情報処理過程は、その領域の解剖学的構造に規定されている。情報処理内容が明らかな場合にその過程を裏打ちしている構造を知ること自体が重要な研究対象になりうる。一方、情報処理過程が不明な場合には、その領域の解剖学的構造を知ることで、情報処理過程に関する手がかりを得ることができる。この発想に基づき、側頭葉視覚連合野の解剖学的構造を一次視覚野のそれとの比較し、また個体発生に伴う変化の解析を行い、視覚連合野における情報処理過程の理解を目指す。

モジュール構造に見る脳の笑顔


一次視覚野の方位選択性マップの光学イメージング
(カーソルを写真の上に置いてみてください。)


脳領域分化の分子メカニズム

視覚情報は位置・運動・形・色などの多数の属性に分割されて脳の中の別々の部位で並列に処理されることが知られてい るが、脳の各領域がこれらの属性の処理に特化するよう分化する分子〜細胞レベルでのメカニズムはまったくわかってい ない。このメカニズムを明らかにするため、網膜と大脳皮質をつなぐ中継核である外側膝状体を出発材料として、背側経 路と腹側経路という視覚の二大経路の分化と形成を司る分子機構を解明することを目的とする。


外側膝状体で、小細胞層よりも大細胞層により多い
新規遺伝子の発現



Menu
トップ
大学生・研究者の方へ
研究
メンバー
論文
学会
講演会・主要セミナー
学位論文
授業
クリップボード
リンク
Projects
私たちの研究室では以下のプロジェクトを推進しています。
大阪大学 知と行動プロジェクト
CREST 脳発達プロジェクト
特定研究統合脳 知覚意識プロジェクト
教育プロジェクト 脳の迷信・ウソ