プラッド錯視を引き起こす視覚神経ネットワークの数理モデル

概要

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プラッド錯視現象ではコントラストに依存して2通りの知覚を生成する.ひとつはコンポーネント知覚と呼ばれ,2つの独立した方向に運動する格子を知覚する現象であり,もうひとつはパターン知覚と呼ばれ,2つの格子の交点がそれぞれの格子の速度のベクトル和の方向に運動しているように知覚する.また,コンポーネント知覚は格子の交点のコントラストが低い場合に優位に誘導され,パターン知覚はコントラストが高い場合に優位に誘導される.従来,プラッド錯視は高次視覚野において初めて生成されると考えられていたが,我々はコンポーネント-パターンの交替が第一次視覚野においても誘導される可能性を理論的に示すために,神経ネットワークの自己組織化モデルによって得られた網膜-LGN-視覚野経路にFitzHugh-Nagumo神経細胞モデルを適用し,モデル網膜上にプラッド刺激を提示したときの応答特性を調べた.その結果,皮質内相互作用が強い場合には,低コントラストではコンポーネントに応答する細胞活動がパターンに応答する細胞活動よりも高かった.また,高コントラストではコンポーネントに応答する細胞活動が低下し,パターンに応答する細胞活動が優位に上昇した.一方,皮質内相互作用が弱い場合には,コントラストの上昇とともにコンポーネントに応答する細胞活動もパターンに応答する細胞活動も同じレベルから単調に増加し,コンポーネント-パターンの交替はみられなかった.このことから,皮質内相互作用が細胞活動を調節することによってコンポーネント-パターンの交替が誘導されることが示された.
2011-02-28

プラッド錯視を引き起こす視覚神経ネットワークの数理モデル

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