脳統合機能研究チーム

私たちが日常目にする物体像を知覚し、その物体像を認識するためには、認識に適した物体像の表現が脳の中に作られているはずです。我々は、この内部表現の枠組み、内部表現を作りあげるメカニズム、および内部表現から認識が成立する過程を理解することを究極の目的として、霊長類の視覚連合野の構造と機能の研究を行なっています。研究の中心的なターゲットは下側頭葉のTE野です。この領野は物体像の知覚と認識に関係する腹側視覚路の最終段に位置し、認識記憶の形成に重要な働きをする側頭葉内側部の脳部位と強い結合を持ちます。これまでの研究からTE野の神経細胞は中程度に複雑な図形特徴に反応することが知られています。このような中程度の複雑な図形特徴一つだけでは物体を特定するには不十分で、物体像の表現には複数の図形特徴を組み合わせる必要があります。したがって、研究の重点は、このような部分的な特徴から複雑な物体像全体が構成されるメカニズムの解明です。そのためには神経活動の詳細な時間・空間パターンを観測しなければならないので、多くの神経細胞の活動を空間パターンとして捉えることのできるイメージング技術、高時間空間分解能の神経活動イメージング技術、同時に複数の細胞の電気的活動を捉えることのできるマルチ電極記録法等の技術を開発し適用します。

研究テーマ

• 行動の過程において物体像の脳内表現がどのように変化し、解釈されるか
• マルチ電極アレイを用いた神経活動のOn lineイメージング技術の開発
• 物体像の視覚イメージが視覚連合野においてどのように表現されるか
• レーザーを使った3次元機能イメージング技術の開発

主要論文

1. Miyakawa N, Katsumata N, Blake D, Merzenich M, and Tanifuji M.:
   "High-density multielectrode array with independently maneuverable electrodes and silicone oil fluid isolation system for chronic recording from macaque monkey"
   Journal of Neuroscience Methods 211: 114-124 (2012)
2. Hayashi R, and Tanifuji M.:
   "Which image is in awareness during binocular rivalry? Reading perceptual status from eye movements"
   Journal of Vision 12: 1-11(2012)
3. Sato, T., Uchida, G., and Tanifuji, M.:
   "Cortical columnar organization is reconsidered in inferior temporal cortex"
   Cerebral Cortex 19: 1870-1888 (2009)
4. Rajagopalan, U.M. and Tanifuji, M.:
   "Functional optical coherence tomography reveals localized layer-specific activations in cat primary visual cortex in vivo"
   Optics Letters 32: 2614-2616 (2007)
5. Yamane, Y., Tsunoda, K., Matsumoto, M., Phillips, N. A., and Tanifuji, M.:
   "Representation of the spatial relationship among object parts by neurons in macaque inferotemporal cortex"
   J. Neurophysiol 96, 3147-3156 (2006)
6. Maheswari, R.U., Takaoka, H., Kadono, H., Homma, R., and Tanifuji, M.:
   "Novel functional imaging technique from brain surface with optical coherence tomography enabling visualization of depth resolved functional structure in vivo"
   J. Neurosci. Methods. 124, 83-92 (2003)
7. Maheswari R.U., Takaoka, H., Homma, R., Kadono, H. and Tanifuji, M.:
   "Implementation of optical coherence tomography (OCT) in visualization of functional structures of cat visual cortex"
   Opt. Comm. 202: 47-54 (2002)
8. Tsunoda, K., Yamane, Y., Nishizaki, M., and Tanifuji, M.:
   "Complex objects are represented in macaque inferotemporal cortex by the combination of feature columns"
   Nature Neurosci. 4, 832-838 (2001)
9. Wang, G., Tanifuji, M., and Tanaka, K.:
   "Functional architecture in monkey inferotemporal cortex revealed by in vivo optical imaging"
   Neurosci. Res. 32: 33-46 (1998)
10. Wang, G., Tanaka, K., and Tanifuji, M.:
    "Optical Imaging of functional organization in the monkey inferotemporal cortex"
    Science 272: 1665-1668 (1996)