<style> .slides h1{ font-size: 200%; } .slides h2{ font-size: 170%; } .slides h3{ font-size: 140%; /* text-align: left;*/ } .slides h4{ font-size: 120%; font-weight: 300; /* text-align: left;*/ } .slides h6{ font-size: 0%; font-weight: 300; /* text-align: left;*/ } .slides li{ margin: 20px 0px 20px 0px; line-height: 1.1em; font-weight: 200; } .slides p{ text-align: left; line-height: 1em; font-weight: 200; } .slides ul{ list-style-type: disc; } .slides ul ul{ list-style-type: circle; } .slides ul ul ul{ list-style-type: square; } .slides .footnotes{ font-size: 70%; } </style> ###### tags: `初年次ゼミ2019` `スライド` 顔の探偵 === ##### 2019年3月号 ### 要旨 - Doris Tsao は2017年、脳が顔の形状や質感などから、それを見分けるときに用いるコードを解読。 - マッカーサー財団の「天才」賞を受賞。 - 現在このコードを利用して、脳が世界のモデルを作り上げる仕組みの解明に取り組む。 --- ### Doris Tsaoの生い立ち - 科学一家に育つ。4歳のとき、米国に移住。 - 機械視覚研究者である父に影響を受ける。 - カルテクを卒業後、ハーバード大学大学院に進学。 - 指導教官のLivingstone「大学院時代、控えめで集中力があり、常に大きな疑問に取り組んでいた」。 --- ### Livingstoneの研究室での大学院生時代 - マカク属サルを用いた視覚情報処理の研究。 - 当初は視覚野最外層の電気生理学的研究。 - fMRIによる脳全体の画像化についても学んだ。 - Nancy Kanwisherの研究を知る。 - ヒト下側頭(IT)皮質は、人間の顔のみに反応。 - サルにも同じ顔認識システムが存在するなら、ニューロンの活動を解析できる? ---- ### 視覚研究における霊長類の利点 - 世界の内的モデルがおそらくヒトに近い。 - 実験結果を直接ヒトにあてはめることが可能。 --- ### 顔コードの同定(1) - Freiwald(当時、Kanwisher研究室のポスドク)との共同研究 - 下側頭(IT)皮質の単一細胞記録とfMRIの組み合わせ - 顔に応答するIT内の6つのパッチを同定。 - パッチ間も連動。 - 顔の様々な特徴に対応して発火する細胞をパッチ内に同定。 ---- ### 顔コードの同定(2) - パッチ内の「顔」細胞の特徴 - 単一の細胞は特徴の極端さに対し、傾斜路形同調を示す。 - 深い部分に行くに従って、より複雑な視覚情報を解釈し、最も深いポイントで個々の細胞が特定の人物の顔をコード。 - 顔から発火パターンの予測、発火パターンから顔の予測、いずれも(一定の精度で)可能。 --- ### 「概念」細胞との関係 - 「概念」細胞 (Quian Quiroga) - よく知っている人物の写真に応答する海馬の単一ニューロン。 - 写真だけでなく、その人物の名前や関連がある事柄(概念)にも発火。 - 「顔」細胞の後に「概念」細胞が位置? - 「顔」細胞から「概念」細胞への情報処理は数学的な「射影」で表わされるのでは? - Tsaoらが実験で示す。 --- ### 顔以外の視覚情報 - 顔には反応せず、特定の形や特定の性質に対して傾斜路形同調を示すように見えるニューロン群がIT領域に存在。 - 顔パッチネットワークが情報を処理するやり方と顕著な類似性。 - 400 個ほどのニューロンの発火パターンにより、外観を予測可。 --- ### 視覚情報処理のより大きな構図 - 経験や知識が視覚情報をどのようにアップデートし、最終的な判断に影響を与えるか。 - 予測処理 — 予測と受けとった情報を比較、自身の世界モデルをアップデート。 - 二つの研究方法 - 錯視(ルビンの壷)に対する二通りの解釈の切り替え時の脳の変化を記録。 - モーフィング視認中の脳の変化を記録。