広視野情報処理の時空間解析

七五三木聡、石川理子、木田裕之、阪本広志、佐藤宏道   

大阪大学大学院医学系研究科

一次視覚野(V1)ニューロンの受容野刺激に対する応答は、受容野周囲の刺激特徴に依存して主に抑制性の修飾(文脈依存的反応修飾)を受けることが知られており、広範囲の皮質活動を統合的にコントロールするメカニズムとして、また、視覚認知における「図地分化」あるいは「視野の分節化」の神経基盤として注目されている。このような応答特性の形成には、少なくとも、1)LGNからV1へのフィードフォワード投射、2)V1からLGNへのフィードバック投射、3)V1内神経回路、4)V1と高次視覚野の間の双方向性結合、といった神経回路の複雑な機能連関の関与が指摘されている。我々は、麻酔非動化したネコV1から単一ユニット記録を行ない、グレーティング刺激に対する反応の修飾効果の時間特性に着目し、そのダイナミクスを検討したところ、受容野周囲刺激呈示後の時間と共に、統合される視野範囲の拡大、刺激方位選択性の先鋭化、刺激空間周波数選択性および布置依存性のシフトが観察された。おそらく複数の入力チャネルが異なるタイミングで相互作用し合うことで形成されるとみられる反応修飾の神経メカニズムおよびその機能的意義を、同様の刺激セットを用いて行なったヒトの心理物理実験の結果と併せて議論する。