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盲人の視覚野

「認知発達と進化」
P139 視覚障害者における点字を担う神経回路 からの要約

盲人と晴眼者に対し、同一の非点字性触覚弁別課題を遂行させたところ、盲人では、一次視覚野を含む後頭葉腹側が賦活化される一方、二次体性感覚野は抑制されていた。
晴眼者では、後頭葉腹側が抑圧、二次体性感覚野が賦活化されていた。
長期にわたる視覚入力の遮断にもかかわらず、視覚野の機能性を保っていること、触覚弁別処理が、その本来の入力を受ける領域以外のところ(視覚野)で処理されるうることが示された。



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tag : 視覚野 盲人

方位選択性と生体内ノイズ

「認知発達と進化」
P105 一次視覚野における自己組織的学習 からの要約

一次視覚野には特定の方位の線分に対して選択的に反応する細胞が存在する(方位選択性)。
垂直方向の線分しか見ることができないような環境下で仔猫を育て、一次視覚野に微小電極を挿入して神経活動を測定、大半の細胞が垂直方向の線分に対して反応し、水平の線分には反応しなかった。
この結果は、神経細胞の方位選択性の形成過程が、環境に全面的に依存しているように見える。
ところが、生後すぐのマカクザルの一次視覚野を微小電極を用いて調べてみると方位選択性を示す神経細胞が存在する。
これは方位選択性が遺伝的に決定されているように見える。

方位選択性の形成過程は生体内部のノイズ(神経細胞の自発的活動)に依存しているという新しい見方が田中繁によりもたらされた。

1) シナプス間の競合によってシナプス数の増加はシナプス密度が高いほど抑制され、その結果シナプスの密度はある値に収束する。
2) シナプスの安定化に必要な「シナプス前因子」は、神経細胞またはその近くのグリア細胞で合成され、軸索を通って輸送される。
3) シナプス前側と後側の神経細胞が同時に活動することによってシナプスが安定する(Hebbの学習規則)。

この仮定に基づきシミュレーションを行った結果、視覚経験が全くなくても、生体内部のノイズによって神経細胞の方位選択性が自己組織的に形成されることがわかった。
一方、シナプスの可塑性は生後も損なわれないので、方位選択性は生後も損なわれないので、方位選択性は育つ環境に応じて変化する。

これは発達を「遺伝と環境の相互作用」として捉える従来の見方に「生体内ノイズ」と言う新しい要因を付け加えるものである。



tag : 方位選択性 一次視覚野

フレーム問題

フレーム問題とは、人工知能における重要な難問の一つで、有限の情報処理能力しかないロボットには、現実に起こりうる問題全てに対処することができないことを示すものである。

私は以下のように考える。

生物は実時間内に問題に対応しなければならないと言う圧力が常にかかっている。
そのため問題の解決に「無限の可能性の計算」と言う戦略は取らず、注意とワーキングメモリで以下のように解決してると考える。

1) すべての入力情報は一次感覚野で受け取り、高次感覚野、感覚連合野、前頭前野(ワーキングメモリ)と進む。
2) その間に文脈的統合が行われ、ある事象に(能動的/受動的)注意が向けられる。
3) 注意が向けられたものは前頭前野まで送られ、注意が向けられなっかたものはプライミング記憶(意識されない)として残る場合もある。
4) 前頭前野で保持できる数は数個かつ時間も数十秒(重要度の低いものから忘れられる)で、「無限の可能性の計算」をしたくてもできない。

コンピュータが苦手なのは、特に注意の選択ではないか。

tag : フレーム問題 注意 ワーキングメモリ

記憶を関連づける神経細胞集団の仕組みを解明

記憶を関連づける神経細胞集団の仕組みを解明

CTA記憶とAFC記憶の両記憶間の高次連合は、連続した同調想起により扁桃体で生じる記憶痕跡細胞集団の重なりによって引き起こされていることが明らになりました。加えて重要な点として、記憶の連合のみに関与し、元々の記憶の想起には必要でない記憶痕跡細胞集団が存在することが明らかになりました。


1)味覚嫌悪学習(CTA)
条件刺激  :サッカリン水溶液(甘い水)
無条件刺激 :塩化リチウム(内臓倦怠感を引き起こす)
獲得した記憶:サッカリン水溶液を忌避

2)音恐怖条件付け(AFC)
条件刺激  :ブザー音
無条件刺激 :足への電気ショック
獲得した記憶:ブザー音を聞くとフリージング(すくみ)反応

3)異なる記憶同士の連合学習
条件刺激  :サッカリン水溶液とブザー音
獲得した記憶:サッカリン水溶液を飲むとフリージング反応

・連合学習を行った群で両記憶を担う記憶痕跡細胞集団の重複率の有意な増加
・連合学習の想起時に光照射で重複細胞集団の活動を一過的に抑制、サッカリン水溶液によるフリージング反応が低減
・活動抑制は元々のCTA記憶、AFC記憶の想起には影響なし
・記憶の連合のみに関与し、元々の記憶の想起には必要でない記憶痕跡細胞集団が存在

おもしろい結果である。まだ私が理解できないのは、ジョセフ・ルドゥーの「シナプスが人格をつくる」に条件付け味覚嫌悪(CTA)は、

…意外だったのは、食べたのが病気を引き起こされる何時間前であっても、その食べ物に対する嫌悪が生じたことだ。


とあった。この記憶のメカニズムは解明できているのだろうか。

tag : 味覚嫌悪学習(CTA) 音恐怖条件付け(AFC)

私のワーキングメモリは少ないのかもしれない

本を読んでいるとよく以下のフレーズが出てくる。

・・・
前者は・・・で、後者は・・・である。

このフレーズが出てくると、私は大抵そのフレーズの前の文章を何度か読み返し、何が前者で何が後者かを確認しなければならない。
私のワーキングメモリは、他の人よりも少ないのかもしれない。
前者と後者に該当する部分を識別できるように工夫してもらい、さらに矢印でどれが前者でどれが後者かを指し示してほしい。

tag : ワーキングメモリ

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sai

Author:sai
宮城県出身。寅年生まれ。おうし座。B型。左利き。赤緑色盲。たそがれのプログラマー。

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