http://people.virginia.edu/~mk3u/Fukuoka/

(Cognitive Brain Science) ニューロエソロジー・神経行動学 (Neuroethology) 計算論的神経科学 認知脳科学 (Cognitive Brain Science) ニューロエソロジー・神経行動学　 (Neuroethology) 計算論的神経科学 (Computational Neuroscience)

5月14日（月） 1. 計算論的神経科学とフクロウの聴覚 電気魚の種類と種々の電気的行動 電気魚の混信回避行動 5月15日（火） 種と性の認識機構（パルス型電気魚） 神経信号の符号化 6. 意識と無意識・視覚の心理物理学

特　徴 features

Neuroethology ニューロエソロジー (神経行動学） 神経生理学 ニューロエソロジー

ニューロエソロジー （行動生物学） 多様な動物種　（脊椎動物、無脊椎動物）（非モデル動物） 生物学の全概念の適用 丸ごとの神経系 高度に特殊化した行動　（ミツバチ、星鼻モグラ、電気魚、コウモリ、カメの回遊、小鳥の歌の学習、遊泳運動，等々） 行動解析

知覚の神経メカニズムの理解 （計算論的神経科学） どのような特徴を見ているのか ― 計算の目的 David Marr (1982) “Vision” どのような特徴を見ているのか　―　計算の目的 どのような計算によって特徴を捉えるのか　―　計算の内容 どのようなメカニズムでその計算を行うのか　 ―　計算のメカニズム

メンフクロウの 音源定位行動

Dr. Mark Konishi （小西正一）at California Institute of Technology

Konishi & Knudsen (1980)

Open loop control 方位角

Owl uses internal phase structure Onset disparity Ongoing disparity

〈度） 方位角 (azimuth) 〈マイクロ秒） 継続的時間差

What is the difference between sound arrival times at the right and left ears? Answer: d = 6 (cm) x sin 5 ° = 6 (mm) t = 6 (mm) / 360,000 (mm/sec) = 1.7 x 10-5 = 17 (microsecond) = 0.017 (millisecond) sound source = 5 degrees right Hints sound velocity = 360 m/sec ears 6 cm apart sin 5 ° = ~0.1 Don’t forget a time unit. t = ? right ear left ear

← Elevation（仰角）→ ←Azimuth （方位角）→

Interaural Time Disparity (ITD) 両耳間時差 Interaural Intensity Disparity (IID) 両耳間音圧差

受容野 受容野は、刺激の強度や種類による No Neural responses Yes A spatial extent within which a stimulus evokes responses in a neuron No Neural responses Yes 受容野は、刺激の強度や種類による

Cortex Topography （脳地図） Retina Latral geniculate body Cerebral cortex Visual field

Dr. Eric Knudsen at Stanford University

Space specific neurons in the midbrain Auditory receptive field

Auditory receptive fields

Auditory Space Map

音圧差経路 時間差経路 下丘外側核 (ICX) 下丘中央核 (ICC) (VLVa) (VLVp) 層状核 (NL) (NA) 角状核 外側毛帯核 後核 外側毛帯核 前核 (VLVp) (VLVa) 層状核 (NL) (NA) 角状核 大細胞核 (NM) 音圧差経路 時間差経路 聴神経

プロカインによる神経遮断実験（NA)

プロカインによる神経遮断実験（NM)

Jeffress の音源定位モデル

Konishi & Knudsen (1980)

層状核のニューロンはＩＴＤに対して曖昧さを示す （純音）

曖昧さは 下丘中央核→下丘外側核 で解消される 下丘中央核 ICC 下丘外側核 ICX

音圧差経路 時間差経路 下丘外側核 (ICX) 下丘中央核 (ICC) (VLVa) (VLVp) 層状核 (NL) (NA) 角状核 外側毛帯核 後核 外側毛帯核 前核 (VLVp) (VLVa) 層状核 (NL) (NA) 角状核 大細胞核 (NM) 音圧差経路 時間差経路 聴神経

Eric Knudsen

プリズムなし プリズム装着後１日 プリズム装着後４２日 プリズム除去直後 auditory visual

Retuning of tectal neurons A: auditory V: visual

Retuning of tectal neurons

Retuning of tectal neurons

Retuning of tectal neurons

Retuning of tectal neurons