理学部情報科学科

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海野研究室

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研究室紹介

海野研究室

 神経情報科学に関連する研究、その中でも特に網膜神経回路網を対象とした研究を行っています。網膜には物体の動きに応答する細胞、境界線を検出する細胞、色を弁別する細胞などがあり、およそ視覚機能に関わる基本的な処理は全て網膜神経回路網で行われていると言っても過言ではありません。網膜の研究は視覚系の機能を明らかにするだけでなく、ニューロコンピュータ、ロボットビジョンなどを考えるうえでも基本的で重要です。この網膜での情報処理様式の解明のために電気生理、計算機シミュレーション、画像処理、時系列データの解析など種々の手法を用いて研究を行っています。

研究内容

エッジ検出神経細胞間の電気的結合

 網膜双極細胞はエッジ検出の初期過程として重要な役割を担っています。本研究室では、双極細胞同士が電気的に結合することを、近年明らかにしました。この電気的結合は、空間フィルタ特性に影響し空間分解能が低下しますが、計算機シミュレーションを行った結果より本研究室では、「双極細胞同士の電気的結合は、視細胞からの入力信号のばらつきを、平均化することにより補正している」という仮説を提出しました。そして生理学的実験により検証することができました。なお、ヒトの目と魚類の目とでは形態に若干違いはあるものの、機能的にはほぼ同等なので、本研究室では鯉(コイ)網膜を用いて実験しています。

色覚の神経回路機構

暗闇から真夏の太陽の下まで、私たちの周りの光環境は大きく変化しています。
このように光強度が大きく変化しても私たちは色覚を維持できますが、その背景となる機構を調べています。

時空間ランダムパターン光による網膜神経細胞の受容野の解析

受容野は神経細胞に影響を与える網膜面上の領域として定義されます。従来、受容野は網膜面上にスポットあるいはスリット光を照射し、その応答振幅をプロットすることにより求めていました。しかし、私たちの周りの光景は固定されたものではなく、時間の推移とともに変化していきます。そこで本研究室では、時空間でランダムに変化するパターンを用いて、神経細胞の時空間受容野を調べる研究を行っています。

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