脳の認識の仕組みについて

質問

視覚から入ってきた情報は電気信号になって一次視覚野に入力され処理、そして出力され背側腹側視覚経路にそった各別々の高次視覚野(v1～v5)に入力と、処理されていき最終的に各別々の視覚野で反応した固有の神経細胞のコードが統合されて認識するとなるのでしょうか？
それとも各別々の視覚野の神経細胞に入力出力されていくに従って徐々に電気信号が進む道筋が決まっていき、そのプログラミングされた道筋のパターンによって認識の区別が行われているのでしょうか？

回答No.4

ruehas · ベストアンサー

こんにちは。
＃３です。回答をお読み頂きありがとうございます。
頭頂葉は前頭野の手前であり、ＡＩＰまでゆきますとかなり高い機能を持っているのではないかと思います。では、前回答で述べました「知覚と認知の境界」というのはどういうことかと申しますと、まず「ワーキングエリア（作業記憶）」とは、外部知覚情報と内部記憶情報が照合される場所と定義できます。これを「認知」といい、脳内各部位の「連合野」で行われると考えられています。因みに連合野とは、感覚野や運動野などいった特定の機能を持たない大脳組織のことであり、側頭連合野、頭頂連合野などがそれぞれ存在ます。そして、処理された感覚の認知結果は頭頂連合野の脳内座標と共に「前頭連合野」に送られ、思考や運動の情報として使われます。
で、このような流れになるのですが、私も調べ直してみたのですが、ＡＩＰが連合野に属するのかどうかはちょっと分かりませんでした。但し、頭頂葉で認知に関わるのがＡＩＰだけでないというのは間違いないと思います。少なくとも、識字は角回、縁上回、感覚言語野の相互接続ですし、色彩や形状は側頭葉連合野で行われますから、丸くて赤いと言えば「リンゴ」という認知はそれだけでも十分可能だと思います。

「臭周囲皮質」とは「感覚情報のインターフェイス」であり、主に海馬での記憶形成に働き掛ける情報入力ということだそうです。空間認知にも関わっているということですから、ＡＩＰと無関係とは言えませんが、具体的には、要は強い感覚刺激が入力されますと、それだけ記憶として残りやすくなるといったことですね。加えて、ここからの入力には不安や恐れといった感情的な要素が含まれており、我々の脳内で情動を司る大脳辺縁系とも密接な連絡があります。ならば「ＡＩＰの行動目的の把握」にも一役買っている可能性は多分にあるかも知れませんね。
では、大脳の各感覚野から入力される感覚情報はいったい何かと言いいますならば、やはりこちらはズバリ、「認知のために処理された知覚情報」ということになると思います。

回答No.3

ruehas

こんにちは。
ずいぶんと熱心にい調べておられますね。
一次視覚野Ｖ１には網膜の光受容体が反応した信号が二次元平面情報として入力されます。ここにはそれぞれの領域におけるＲＧＢ、コントラストに対応するコラムがあり、これにより視覚情報は一旦、赤、緑、青、輪郭といた細かなパーツに分割されます。こと形状におきましては垂直、水平、斜４５度といった線の傾きに反応するコラムが多彩に存在します。
「腹側視覚路」は後頭葉Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４から側頭葉ＴＥＯ野、ＴＥ野を経て対象の色彩や形状などのパーツが再構成されます。一方「背側視覚路」はＶ１とＶ２の情報がＶ３で合流し、ＭＴ野、ＭＳＴ野を経由し、頭頂葉の各領野に連絡されます。
頭頂葉は体性感覚を処理し、身体の向きや姿勢から様々な感覚情報を三次元座標に纏める作業を行う場所です。「ＬＩＰ外側頭頂間野」では、後頭葉ＭＳＴ野の視覚情報に基づき「網膜中心座標」による眼球運動を司ります。次に「ＶＩＰ腹側頭頂間野」ではＬＩＰとＭＳＴの情報が合流し、体性、聴覚など他の情報と共に「脳中心座標」における対象物の位置関係が把握されます。因みにその間、「ＭＩＰ内側頭頂間野」では網膜中心座標による運動目標が設定されます。
そして「ＡＩＰ前頭頂間野」で、本ご質問の主旨であります「記憶情報と形状の識別」が行われるわけですが、ここに「知覚」と「認知」の境界があります。つまり、視覚情報の知覚といいますのは遺伝的なプログラムや解剖学的な神経接続によるものですが、その「認知」といいますのは果たして、すべからく我々の「生後学習によって獲得された記憶情報に基づいて行われる」ということですね。

側頭葉に向かう腹側視覚路は主に色彩や形状、一方、背側視覚路は頭頂連合野において対象の位置関係や動きなどを把握するための情報と考えて良いと思います。例えば、視覚上空を素早く飛び去って行く影を見たならば、我々たいがい「あれは鳥かな」と思います。即ちこれも、全てが紛う事なき生後の学習体験に基づく推論であります。
因みに後頭葉Ｖ３では「文字情報の識別」が行われます。この情報は頭頂葉角回に送られ、縁上回に至ります。ここには側頭葉感覚言語野からの接続があり、視覚情報として入力された文字は脳内で音読され、言語情報として処理されます。

補足

素人なので書いて頂いた文章を解釈するのに手こずっているのですが、ここに書いて頂いた知覚というのは背側視覚路(v1～MST野)・腹側視覚路(v1～TE野)で解剖学的に再構成されるまでのことで、認知というのは知覚後にAIPで記憶情報に基づいて行われるものということでしょうか？

また、視覚による記憶情報の出し入れというのはTE野に繋がっている嗅周囲皮質で行われていると以前聴いた事があるのですが、AIPとはどういう関係なのでしょうか？

回答No.2

雪中庵（@psytex）

１．目からの刺激は、それ単独で処理されるのではなく、
　　五感の相関した経験に基づくニューロネットにより、
　　より生理的な感覚（=意味）とリンクする事で、空間
　　感覚的な感受（そこまで行けば何が起きる）をなす。

２．神経線維の接点であるシナプスは、単なるリレーで
　　はなく、興奮を伝達するシナプスと、その先の興奮を
　　抑制するシナプスの２種類あり、かつシナプスの接点
　　には隙間があり、そこに分泌される伝達物質の濃度
　　によってアナログに情報強度があり、先の２種類の
　　シナプスの拮抗に意味を持たせている。

回答No.1

tetsumyi

推測ですが、人間の視覚、聴覚はコンピュータのようなデジタル処理ができるはずがないと考えています。
恐らく網膜の各場所が脳の特定部分に直接関連付けられています。
そうして、全体としてパターンとなって認識されるのでしょう。
聴覚と視覚は同様の認識手法を使うようです。
人の耳や目は焦点を合わせた部分だけが細かい分解能を持ち、周辺はぼけます。
それで、少ない情報量で必要、充分な認識、記憶が可能になっています。