2025-03-05 ジョージア工科大学
ジョージア工科大学の研究チームは、脳が視覚情報を処理する際に、どのように不要なノイズを取り除き、重要な情報を強調するかを解明しました。研究では、視覚野の神経細胞が「側方抑制」と呼ばれるメカニズムを用いて、背景ノイズを効果的にフィルタリングしていることが明らかになりました。
◆側方抑制とは、特定の神経細胞が隣接する神経細胞の活動を抑えることで、視覚刺激のコントラストを強調し、対象物をより明確に識別できるようにする仕組みです。研究チームは、脳がこの抑制プロセスを動的に調整し、異なる視覚環境で最適な情報処理を行うことを示しました。
◆この知見は、神経科学や視覚障害の治療だけでなく、人工知能(AI)やコンピュータビジョンの分野にも応用可能であり、より効率的な画像処理アルゴリズムの開発につながると期待されています。
<関連情報>
- https://research.gatech.edu/sharper-images-how-brain-filters-out-noise
- https://bme.gatech.edu/bme/news/sharper-images-how-brain-filters-out-noise
- https://www.nature.com/articles/s41593-025-01888-4
V1における側方抑制は神経と知覚のコントラスト感受性を制御する Lateral inhibition in V1 controls neural and perceptual contrast sensitivity
Joseph Del Rosario,Stefano Coletta,Soon Ho Kim,Zach Mobille,Kayla Peelman,Brice Williams,Alan J. Otsuki,Alejandra Del Castillo Valerio,Kendell Worden,Lou T. Blanpain,Lyndah Lovell,Hannah Choi & Bilal Haider
Nature Neuroscience Published:03 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41593-025-01888-4
Abstract
Lateral inhibition is a central principle in sensory system function. It is thought to operate by the activation of inhibitory neurons that restrict the spatial spread of sensory excitation. However, the neurons, computations and mechanisms underlying cortical lateral inhibition remain debated, and its importance for perception remains unknown. Here we show that lateral inhibition from parvalbumin neurons in mouse primary visual cortex reduced neural and perceptual sensitivity to visual contrast in a uniform subtractive manner, whereas lateral inhibition from somatostatin neurons more effectively changed the slope (or gain) of neural and perceptual contrast sensitivity. A neural circuit model, anatomical tracing and direct subthreshold measurements indicated that the larger spatial footprint for somatostatin versus parvalbumin synaptic inhibition explains this difference. Together, these results define cell-type-specific computational roles for lateral inhibition in primary visual cortex, and establish their unique consequences on sensitivity to contrast, a fundamental aspect of the visual world.
