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ノイズ下での物体の視覚パターン認識とその神経基盤におけるマカクザル種間差の検討

久保木, 亮介 筑波大学 DOI:10.15068/0002005574

2022.11.22

概要

視覚系はヒトのみならず多くの動物にとって主要な情報処理経路の一つであり、外部の世界を認識するための脳の認知機能の一部を担う。これらの視覚系の認知機能を調べる研究には、はじめ麻酔下のネコが用いられ(Hubel and Wiesel, 1959)、その後、覚醒下でサルの脳から神経細胞活動を記録する方法が開発されたのを機に、進化的にヒトに近いサルを使った研究が進められてきた。サルを実験動物として使用する研究では、世界的には旧世界ザルと呼ばれるオナガザル科マカク属のアカゲザルが用いられることが多く、それ以外にも、カニクイザル(マカク属)やバブーン(ヒヒ属)などが用いられてきた。また日本では、アカゲザルと近縁かつ日本に生息するニホンザルが用いられてきた。このように、実験に使用されるサルの種が様々であるにも関わらず、その種間差については未だ十分検討されているとは言い難い。しかしまた、これらのサルを扱う研究者がサル種の間に種間差を感じていないわけでもない。実際、日本の『ナショナルバイオリソースプロジェクト「ニホンザル」』の発行資料には、「研究者を対象としたアンケートでは、約70%の人が、ニホンザルはアカゲザルやカニクイザルより好奇心が強く、研究者や研究環境に適応しやすいと答えています」との記述がある(https://nihonzaru.jp/siryou.html)。つまり、研究に使用されるサル種の間に種間差が存在すると感じている研究者が少なくないにも関わらず、その詳細な検討は成されていないといえるだろう。そこで本研究では、神経科学研究の実験動物として用いられることが多いマカク属の二種のサル(アカゲザルとニホンザル)の視覚機能の種間差を検討することを目的として、視覚記憶課題遂行時の行動学的・神経生理学的データを調べた。そして、同じ視覚機能を調べる実験研究において、サル種が違うことで得られる結果が異なる場合があるかを検討した。

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参考文献

Abeles, M., Goldstein, M. H. (1977). Multiple spike train analysis. Proc. IEEE 65:762–773.

Afraz, S. R., Kiani, R., and Esteky, H. (2006). Microstimulation of inferotemporal cortex influences face categorization. Nature 442, 692-695. doi:10.1038/nature04982

相見満,高畑由起夫,(1993).シリーズ日本の哺乳類 各論編,日本の哺乳類18ニホンザル.哺乳類科学.33(2):141-157

Anzai, A., Peng, X., Van Essen, D. (2007). Neurons in monkey visual area V2 encode combinations of orientations. Nat. Neurosci. 10:1313–1321.

Biederman, I. (1987). Recognition-by-components: A theory of human image understanding. Psychological Review. 94:115-147

Bussey, T. J., Saksida, L. M., and Murray, E. A. (2003). Impairment in visual discrimination after perirhinal cortex lesions: testing ‘declarative’ vs. ‘perceptual- mnemonic’ views of perirhinal cortex function. Eur. J. Neurosci. 17, 649-660. doi: 10.1046/j.1460-9568.2003.02475.x

Desimone, R., Albright, T. D., Gross, C. and Bruce, C. (1984). Stimulusselective properties of inferior temporal neurons in the macaque. The Journal of Neuroscience, 4 (8) :2051-2062.

Dicarlo, J. J., Zoccolan, D., and Rust, N. C. (2003). How does the brain solve visual object recognition? Neuron 73, 415-434. doi: 10.1016/j.neuron.2012.01.010

Dursteler M.R., Heydt R. von der (1983). Plasticity in the binocular correspondence of striate cortical receptive fields in kittens. J. Physiol. (Lond) 345: 87–105.

El-Shamayleh, Y., Kumbhani, R.D., Dhruv, N.T. & Movshon, J.A. (2013). Visual response properties of V1 neurons projecting to V2 in macaque. J. Neurosci. 33: 16594–16605.

Elmore LC, Ma WJ, Magnotti JF, Leising KJ, Passaro AD, Katz JS, Wright AA. (2011). Visual short-term memory compared in Rhesus monkeys and humans. Curr Biol 21: 975-979. doi: 10.1016/j.cub.2011.04.031

Emadi, N. and Esteky, H. (2013). Neural representation of ambiguous visual objects in the inferior temporal cortex. PLoS ONE 8: e76856. doi: 10.1371/journal.pone.0076856

Emadi, N. and Esteky, H. (2014). Behavioral demand modulates object category representation in the inferior temporal cortex. J. Neurophysiol. 112, 2628-2637. doi: 10.1152/jn.00761.2013.

Felleman, D.J., Van Essen, D.C. (1991). Distributed hierarchical processing in the primate cerebral cortex. Cerebral Cortex. 1(1):1-47.

Freedman, D. J., Riesenhuber, M., Poggio, T., Miller, E. K. (2003). A Comparison of Primate Prefrontal and Inferior Temporal Cortices during Visual Categorization. J. Neurosci. 23(12):5235-5246.

Fujita, I., Tanaka, K., Ito, M., Cheng, K. (1992). Columns for visual features of objects in monkey inferotemporal cortex. Nature. 360: 343-346.

Gawne, T. J., Richmond, B. J. (1993). How independent are the messages carried by adjacent inferior temporal cortical neurons? J Neurosci 13:2758 –2771.

Grill-Spector, K., Henson, R., Martin, A. (2006). Repetition and the brain: neural models of stimulus-specific effects. Trends in Cognitive Sciences. 10(1):14-23.

Goodale M.A., Meenan J.P., Bulthoff H.H., Nicolle D.A., Murphy K.J., Racicot C.I. (1994). Separate neural pathways for visual analysis of object shape in perception and prehension. Curr. Biol. 4: 604-610

Hagihara, K., Murakami, T., Yoshida, T., Tagawa, Y., Ohki, K. (2015). Neuronal activity is not required for the initial formation and maturation of visual selectivity. Nat. Neurosci. 18: 1780–1788. https://doi.org/10.1038/nn.4155

Hays, A. V., Richmond, B. J., and Optican, L. M. (1982). A UNIX-based multiple process system for real-time data acquisition and control. WESCON Conf. Proc. 2:1–10.

Heller, J., Hertz, J. A., Kjaer, T. W., and Richmond, B. J. (1995). Information flow and temporal coding in primate pattern vision. J. Comp. Neurosci. 2, 175-193.

Hubel, D. H. and Wiesel, T. N. (1959) Receptive fields of single neurones in the cat’s striate cortex. J.Physiol. 148:574-591.

Hubel D. H., Wiesel T. N. (1968). Receptive fields and functional architecture of monkey striate cortex. J. Physiol. 195:215-43.

Hung, C. P., Kreiman, G., Poggio, T., and Dicarlo, J. J. (2005) Fast readout of object identity from macaque inferior temporal cortex. Science 310:863-866.

Inaba, K., Mizuhiki, T., Setogawa, T., Toda, K., Richmond, B.J., and Shidara, M. (2013). Neurons in monkey dorsal raphe nucleus code beginning and progress of step-by-step schedule, reward expectation, and amount of reward outcome in the reward schedule task. J. Neurosci. 33, 3477-3491.

岩本光雄 (1985). サルの分類名(その1:マカク). 霊長類研究. 1:45-54.

Jones, D. G., Anderson, N. D., and Murphy, K. M. (2003). Orientation discrimination in visual noise using global and local stimuli. Vis. Res. 43, 1223- 1233. doi:10.1016/S0042-6989(03)00095-6

Judge, S. J., Richmond, B. J., and Chu, F. C. (1980). Implantation of magnetic search coils for measuring eye position: an improved method. Vis. Res. 20:535– 558.

Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. M. Shiegelbaum, S. A. & Hudspeth, A. J. (Eds.) (2013) Principles of Neural Science, 5th ed., McGrew-Hill.

Kessler, M. J., & Rawlins, R. G. (2016). A 75-year pictorial history of the Cayo Santiago rhesus monkey colony. American journal of primatology. 78(1): 6–43. https://doi.org/10.1002/ajp.22381.

Kjaer, T. W., Hertz, J. A., and Richmond, B. J. (1994). Decoding cortical neuronal signals: network models, information estimation and spatial tuning. J. Comp. Neurosci. 1, 109-139.

Kuboki, R., Sugase-Miyamoto, Y., Matsumoto, N., Richmond, B.J., Shidara, M., (2017). Information accumulation over time in monkey inferior temporal cortex neurons explains pattern recognition reaction time under visual noise. Front. Integr.Neurosci. 10: 43.

Kuboki, R., Matsumoto, N., Sugase-Miyamoto, Y., Setogawa T., Richmond, B.J., Shidara, M., (2020). Recency memory effects in Macaques during sequential delayed match-to-sample task with visual noise. Neuroscience Research. 158:64- 68.

Kovács, G., Vogels, R., and Orban, G.A. (1995). Selectivity of macaque inferior temporal neurons for partially occluded shapes. J. Neurosci. 15, 1984-1997.

京都大学霊長類研究所(編). (2017). 世界で一番美しいサルの図鑑,pp.96-100.株式会社エクスナレッジ.

国立研究開発法人国立環境研究所. 侵入生物データベース『アカゲザル』 (https://www.nies.go.jp/biodiversity/invasive/DB/detail/10390.html) (2021/12/27 閲覧)

Li, W., Gilbert, C. D. (2002). Global Contour Saliency and Local Colinear Interactions. J.Neurophysiol. 88:2846-2856.

Liu, Z., and Richmond, B.J. (2000). Response differences in monkey TE and perirhinal cortex: Stimulus association related to reward schedules. J. Neurophysiol. 83: 1677-1692.

Logothetis, N. K. and Sheinberg, D. L. (1996). Visual object recognition. Annu. Rev. Neurosci. 19: 577-621.

Martin, A. C. K. and Schröder, S. (2013). Functional heterogeneity in neighboring neurons of cat primary visual cortex in response to both artificial and natural stimuli. J. Neurosci. 33:7325-7344.

Meyer, T., Walker, C., Cho, R. Y., Olson, C. R. (2014). Image familiarization sharpens response dynamics of neurons in inferotemporal cortex. Nature Neurosci. 17(10):1388-1394.

Miller E. K. and Desimone R. (1994). Parallel neuronal mechanisms for short- term memory. Science 263: 520-522.

Mishkin, M., Ungerleider, L. G., and Macko, K. A. (1983). Object vision and spatial vision: two cortical pathways. Trends in neurosciences 6:414-417.

Miyashita, Y. (1993). INFERIOR TEMPORAL CORTEX: Where Visual Perception Meets Memory. Annu. Rev. Neurosci. 16:245-263.

Matsumoto, N., Okada, M., Sugase-Miyamoto, Y. (2005). Neuronal Mechanisms Encoding Global-to-Fine Information in Inferior-Temporal Cortex. Journal of Computational Neuroscience. 18:85-103.

Murray, E. A. and Richmond, B. J. (2001). Role of perirhinal cortex in object perception, memory, and associations. Curr. Opin. Neurobiol. 11: 188-193.

Naya, Y., Yoshida, M., Miyashita, Y. (2001). Backward Spreading of Memory- Retrieval Signal in the Primate Temporal Cortex. Science. 291:661-664.

ナショナルバイオリソースプロジェクト「ニホンザル」新世紀重点研究創生プラン(RR2002) (https://nihonzaru.jp/documents/mbr-document2.pdf) (2021/11/23 閲覧)

Nishio, A., Goda, N., Komatsu, H. (2012). Neural Selectivity and Representation of Gloss in the Monkey Inferior Temporal Cortex. J. Neurosci. 32(31): 10780- 10793.

Nummela, S.U., Jutras, M.J., Wixted, J.T., Buffalo, E.A. & Miller, C.T. (2019). Recognition memory in marmoset and macaque monkeys: a comparison of active vision. Journal of Cognitive Neuroscience 31: 1318–1328.

Okazawa G., Tajima S., Komatsu H. (2015) Image statistics underlying natural texture selectivity of neurons in macaque V4. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 112(4):E351–E360.

Ogawa T., Komatsu H. (2004). Target selection in area V4 during a multidimensional visual search task. J Neurosci. 14;24(28):6371-82. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0569-04.2004.

Optican, L.M. and Richmond, B. J. (1987). Temporal encoding of two- dimensional patterns by single units in primate inferior temporal cortex III. Information theortetic analysis. J. Neurophysiol. 57: 162-178.

Pagan, M., Luke, L. S., Wohl, M. P. and Rust, N. C. (2013) Signals in inferotemporal and perirhinal cortex suggest an untangling of visual target infromation. Nat. Neurosci. 16: 1132-1139.

Perret, D. I., Rolls, E. T., Caan, W. (1982). Visual Neurones Responsive to Faces in the Monkey Temporal Cortex. Exp. Brain Res. 47:329-342.

Rajashekar, U., Bovik, A. C., Cormack, L. K. (2006). Visual search in noise: Revealing the influence of structural cues by gaze-contingent classification image analysis. Journal of Vision. 6:379-386.

Robinson, D.A. (1963). A method of measuring eye movements using a scleral search coil in a magnetic field. IEEE Trans. Biomed. Eng. 10:137–145.

Rolls, E.T. (1991). Neural organization of higher visual functions. Current Opinion in Neurobiology. 1:274-278.

Rolls, E. T., Tovée, M. J. (1994). Processing Speed in the Cerebral Cortex and the Neurophysiology of Visual Masking. Proc. R. Soc. Lond. 257:9-15.

Saleem, K. S., Tanaka, K., Rockland, K. S., (1993). Specific and Columnar Projection from Area TEO to TE in the Macaque Inferotemporal Cortex. Cerebral Cortex. 3(5):454–464.

Sato, T., Uchida, G., Tanifuji, M. (2009). Cortical Columnar Organization Is Reconsidered in Inferior Temporal Cortex. Cerebral Cortex. 19:1870-1888.

Saunders, R. C., Aigner, T. G., and Frank, J. A. (1990). Magnetic resonance imaging of the rhesus monkey brain: use for stereotactic neuroimaging. Behav. Brain Res. 81:443– 446.

Schmitt, V., Pankau, B., Fischer, J. (2012). Old World Monkeys Compare to Apes in the Primate Cognition Test Battery. PLOS ONE 7(4): e32024.

Schwartz, E. L., Desimone, R., Albright, T.D., Gross, C. G. (1983). Shape recognition and inferior temporal neurons. Proceedings of the National Academy of Sciences. 80 (18): 5776-5778; DOI: 10.1073/pnas.80.18.5776

Shidara, M. and Richmond, B. J. (2005). Effect of visual noise on pattern recognition. Exp. Brain Res. 163: 239-241.

Sugase, Y., Yamane, S., Ueno, S., and Kawano, K. (1999). Global and fine information coded by single neurons in the temporal visual cortex. Nature 400: 869-873.

Summer, P., Mollon, J. D. (2000). Catarrhine photopigments are optimized for detecting targets against a foliage background. The journal of Experimental Biology. 203:1963-1986.

Tanaka, K. (1996). Inferotemporal cortex and object vision. Annu. Rev. Neurosci. 19: 109-39.

Tanigawa H., Lu H. D., Roe A.W. (2010). Functional organization for color and orientation in macaque V4. Nat. Neurosci. 13(12):1542-8. doi: 10.1038/nn.2676.

Thorpe, S., Fize, D., Marlot, C. (1996). Speed processing in the human visual system. Nature. 381:520-522.

Wittig Jr, J.H. and Richmond, B. J. (2014). Monkeys rely on recency of stimulus repetitionwhen solving short-term memory tasks. Learn. Mem. 21: 325–333.

Wittig Jr, J.H., Morgan, B., Masseau, E., and Richmond, B.J. (2016). Humans and monkeysuse different strategies to solve the same short-term memory tasks. Learn. Mem. 23: 644–647.

Wright, A. A. (2007). An experimental analysis of memory processing. J. Exp. Anal. Behav. 88: 405–433. doi: 10.1901/jeab.2007.88-405

Yamada, H., Imaizumi, Y., Matsumoto, M. (2021). Neural Population Dynamics Underlying Expected Value Computation. J. Neurosci. 41(8): 1684-1698.

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