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Toyohashi Univ. (豊橋技術科学大学) > EIIRIS (エレクトロニクス先端融合研究所) > Kowa Koida (鯉田孝和)　


視覚神経科学研究室では、光と色の知覚にまつわる脳と心の仕組みを解き明かすべく、動物実験、心理実験、計測手法の開発を行っています。


★ News ★
  • 2022/07/12: 視覚科学フォーラム研究会/生理研研究会を2022/9/20-21に開催します。参加演題募集中です。
  • 2022/04/06: 研究室に新たにB4西島くん、B4牛濱くんが参加しました。
  • 2022/02/17: D3の大原君の論文がFrontiers in Psychologyに掲載されました。透明物体の形知覚の研究です。web
  • 2022/01/24: D3の兼松さんの論文がFrontiers in Psychologyに掲載されました。色誘導錯視の研究です。web
  • 2021/11/27: ギカダイのラジオでトークしました。「虹の色にピンクは無い」YouTube
  • 2021/04/09: 研究室に新たにM1木村くん、B4渡部くん、B4辻さんが参加しました。
  • 2021/03/23: 北君らによる豊橋プローブの論文がPNASに掲載されました。DOI ニュース
  • 2021/02/25: M2の及川君がリンナイ奨学財団奨学生に採択されました。
  • 2021/02/16: M2の及川君が2020年度修士論文審査会で最優秀発表章を受賞しました。おめでとう！！
  • 2020/12/26: D2の大原君の論文がi-Perceptionに掲載されました。DOI プレスリリース EurekAleart!
  • 2020/12/26: D2の兼松さんの論文がScientific reportsに掲載されました。DOI プレスリリース 関連動画 EurekAleart!
  • 2020/12/20: D2大原君による照明環境の球面調和関数による解析法の解説記事を掲載しました。

ごあいさつ

豊橋技科大に異動してから１２年目、ラボに学生を受け入れるようになって８年目となります。

この３月には、本研究室から初となる博士学取得者が卒業していきました。ガラスの質感を研究した大原君は民間企業へ、色誘導錯視を研究した兼松さんは九州大学へと就職しました。それぞれ２本の学術論文とともに博士論文を提出し学位取得となりました。私自身、初めて指導する博士後期課程の学生であり、論文の共同執筆には独特の難しさと喜びがあることを理解しました。かつての恩師の指導を何度も思い返す日々です。

大原君が行ったガラスの質感研究は、表面の光学特性によって物体形状知覚が変わる現象に着目したもので、光沢がつくと凸凹感が強まり、透明にすると逆に弱まるという現象の発見でした。透明物体には概して光沢がついていますが、このとき光沢の強度を水やガラスの反射率に設定すると立体感の強調と減弱がバランスして、本来の正しい立体感が知覚されることも発見しました。何気なく見ている物体の形状知覚ですが、陰影だけでな光沢や透明といった光まできちんと見分けていたことを示す重要なデータです。本研究は２本の学術論文（Ohara et al., i-perception 2020; Frontiers in Psychol 2022）として公表されました。本研究はまた、オーストラリアUNSWのJuno Kimとの国際共同研究でもあります。大原君が学部４年のときにJunoのラボに短期留学したことがきっかけで始まった研究が、みごと大成しました。

兼松さんの発見した色の錯視は、細い線の見えが近傍からは色同化、少し離れた周辺からは色対比効果を起こすことについての詳細な研究でした。原理は既知の錯視と似ていますが青黄色方向にしか強く起きないことが知られており、色のもう一つの基本軸である赤緑色方向にはなぜか効果が弱いとされてきました。それが、かなり細かな刺激(視野角0.03度以下)を使うことで、強力に赤緑軸でも色錯視が生じることを示したものです。この発見は網膜における色情報処理についての示唆を与えるだけでなく、工学的にも意義があります。カラー印刷のドットパターンや布織物の色糸の配置、さらには近年の高精細なディスプレイではこのような細かなパターンが日常的に表示されるようになっているため、知覚効果を知ることには意義があります。また錯視自体が大変面白く、Illusion contest of the year 2018にノミネートされたことからもその関心が示されます。兼松さんは学術振興会の特別研究員(DC2)として立派に研究を成し遂げることができました。論文は２本（Kanematsu and Koida, Sci. rep. 2020; Frontiers in Psychol. 2022）公表されました。

本研究室のテーマは、色と光の知覚にまつわる光学、心理学、生理学、理論の全領域を対象とすることです。上記の心理学手法による研究のほかにも、D2及川君によるタングステン針マーキング技術開発とサル外側膝状体の精細マッピングや、M2磯村君の色分光シミュレーションと自然界の色グラデーション計測に関する研究も着実にデータが積み重なってきて近日中に公表が期待されます。学内共同研究の豊橋プローブプロジェクトでは神経電極の開発を続けているだけでなく、スピンオフともいえる高精細低侵襲電極位置マーキング法についても研究が進んでいます。

新学術領域「深奥質感」はその前身である「多元質感知」「質感脳情報学」と本研究室の立ち上げから関わり、研究費支援だけでなく研究領域の発展にも深く関わることができました。さらには研究集会で視覚科学フォーラムの会長を昨年より任され、今年も９月に研究会を開催予定です。国際会議であるAsia Pacific Conference on VisionはCouncilとして関わっているものの、2019年に大阪で主催して以来Covid-19の影響により開催中止が続いています。国際会議に出かけなくなったことで外的刺激を受けにくくなっていることが心配です。せめて研究室付近だけでも人的交流を高めて、活発なアウトプットを維持したいと考えています。ぜひみなさま、見学訪問にお越しください。オンラインディスカッションなども歓迎です。よろしくお願いします。

2022年4月 鯉田孝和

主宰者紹介

Portrait of Kowa Koida
Profile
Kowa Koida, Ph.D.
Electronics-Inspired Interdisciplinary Research Institute(EIIRIS), Toyohashi University of Technology, JAPAN
Associate Professor
koida[at mark]eiiris.tut.ac.jp
441-8580 Toyohashi Aichi, JAPAN
TEL: +532-44-1309
FAX: +532-44-1309

プロフィール
鯉田 孝和（こいだこうわ）,　博士（工学）
豊橋技術科学大学 エレクトロニクス先端融合研究所
（兼任）豊橋技術科学大学 情報・知能工学系
准教授
koida[at mark]eiiris.tut.ac.jp
〒441-8580 愛知県豊橋市天伯町雲雀ヶ丘1-1
TEL: 0532-44-1309
FAX: 0532-44-1309

主な在所
実験室：EIIRISライフサイエンスラボ（インキュベーション施設３階306、内線:7147）
オフィス：EIIRIS

Links:
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Facebook
Google Scholar: kowa koida

Research Interest 研究テーマ

General interest
Scientific understanding of visual perception and cognition especcially color vision, through the neurophysiological and phychophysical experiments.
興味
  • 視覚、色覚、認知
    • サル、色盲、カテゴリー化、色と明るさの主観的体験、錯視
研究手法
  • 動物行動実験
    • 知覚、認知、判断といった心のうごきを知る方法
  • ユニットレコーディング　
    • 単一神経細胞の応答（スパイク）を電極で読み取る
  • ヒト心理実験
    • 動物の知覚とヒトの知覚の類似点を探り出す
開発
  • 多点電極
    • EIIRISで開発された「豊橋プローブ」の実証 web
  • マルチコアファイバーによる光学計測
    • 覚醒下の動物から細胞レベルでの構造と機能をイメージングする手法の開発
  • 視覚刺激
    • 高輝度・広ダイナミックレンジディスプレイの開発
    • 質感サンプルセット

研究環境について

EIIRISの研究部門の一つに「ブレインテクノロジーイノベーション」があります。 これを実現するための研究環境が、EIIRIS3:ライフサイエンスラボです。 EIIRIS3では生体機能の理解を目指した動物実験が行われています。 動物（齧歯類、霊長類）の通年飼育、医療処置が可能であり、生体組織を取り出しての実験だけなく、 動物が生きたままの行動観察および生体信号の計測が短期（～数日）あるいは長期（数年）にわたって実施されています。

なぜエレクトロニクスの研究所で動物実験？
半導体技術のセンサー（電気、光、化学）は生体情報、特に脳神経の働きを読み出すツールになるからです。
  • 電気：半導体による微細電極形成、アンプ、フィルター、ワイヤレス化などの電子回路（石田教授、河野准教授ら）
  • 光：マルチコアファイバーを用いたイメージング（櫻井准教授ら）
  • 化学：イオンセンサ（澤田教授ら）
実験モデル動物としてのマウス、ラット、サル
EIIRIS3では、動物実験として一般的なマウス・ラットだけでなく、サルも実験対象としています。 サルにはヒトの脳機能を知るためのモデル動物として極めて優れた特徴があります。 優れた視覚や触覚の知覚認知機能を持つこと、ヒトと似た骨格を持ち指先や眼球の繊細な動作が行えること、 そして脳の構造がヒトと似ており機能の類推が容易であることです。 特に私の関心がある色覚について言えば、ヒトと同じ三色性をもつ哺乳類はサル（マカク属）以降に限られるため、 サルを用いた実験は必要不可欠なのです。 もちろん、サルは直接脳にセンサーを刺入して神経活動が（倫理的に）可能であるという点でも貴重です。

高い倫理性と安全性を守るために
動物実験は人間の知的探求のために、貴重な命を奪う行為でもあります。 得られる知見には相応の価値が必要であり、また使用する動物は研究の目的を満たすのに最小限に抑えなければなりません。 また、動物の脱走などの事故防止は言うまでもなく、 騒音や臭いなどの問題も避けなければなりません。 EIIRIS3ライフサイエンスラボは、定期的な倫理教育を実施し常に実験手法を洗練しており、飼育環境のエンリッチメント、 内外の機関（倫理委員、保健所、獣医等）の視察を通じた施設の安全対策を完了しています。

学内外の関連研究室
  • 豊橋技科大 河野研究室：　神経生理デバイス開発
  • 豊橋技科大 沼野研究室：　神経生理デバイス開発
  • 放射線医学研究所 南本研究室：　質感と情動（多元質感知）
  • 名古屋市立大学 辻村研究室：　メラノプシンipRGC視覚機能
  • 神奈川工大 内川研究室：　色恒常性の可塑性
  • 京都大学霊長類研究所 宮地研究室、今井研究室：　色盲サル
  • インドネシア ボゴール農大：　色盲サル
  • Univ of New South Wales, J Kim： Surface quality perception, VR system

ラボメンバー＆学生募集

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大学院生募集
EIIRISライフサイエンスラボでは、光と視覚にまつわる脳とこころの働きに興味のある大学院生を募集します。 特に色と明るさ知覚の神経メカニズムに興味のある方、色覚を通じて認知や意識に迫りたい方。

見学等希望の場合
常時歓迎しています。まずはメール連絡を→ koida[atmark]tut.jp

Publication 論文リスト

Original Paper
  • Satohiro Tajima, Kowa Koida, Chihiro I Tajima, Hideyuki Suzuki, Kazuyuki Aihara, Hidehiko Komatsu, Task-dependent recurrent dynamics in visual cortex, eLIFE, 2017;6:e26868 doi: 10.7554/eLife.26868, Jul 24, 2017
  • H. Sawahata, S. Yamagiwa, A. Moriya, T. Dong, H. Oi, Y. Ando, R. Numano, M. Ishida, K. Koida & T. Kawano, Single 5 μm diameter needle electrode block modules for unit recordings in vivo., Sci Rep 6, Article number: 35806 (2016), doi:10.1038/srep35806
  • Mochizuki, Y., T. Onaga, H. Shimazaki, T. Shimokawa, Y. Tsubo, R. Kimura, A. Saiki, Y. Sakai, Y. Isomura, S. Fujisawa, K. Shibata, D. Hirai, T. Furuta, T. Kaneko, S. Takahashi, T. Nakazono, S. Ishino, Y. Sakurai, T. Kitsukawa, J. W. Lee, H. Lee, M. W. Jung, C. Babul, P. E. Maldonado, K. Takahashi, F. I. Arce-McShane, C. F. Ross, B. J. Sessle, N. G. Hatsopoulos, T. Brochier, A. Riehle, P. Chorley, S. Grun, H. Nishijo, S. Ichihara-Takeda, S. Funahashi, K. Shima, H. Mushiake, Y. Yamane, H. Tamura, I. Fujita, N. Inaba, K. Kawano, S. Kurkin, K. Fukushima, K. Kurata, M. Taira, K. Tsutsui, T. Ogawa, H. Komatsu, K. Koida, K. Toyama, B. J. Richmond and S. Shinomoto. "Similarity in Neuronal Firing Regimes across Mammalian Species." J Neurosci 36(21): 5736-5747. (2016)
  • Tajima, C. I., Tajima, S., Koida, K., Komatsu, H., Aihara, K., & Suzuki, H. Population Code Dynamics in Categorical Perception Sci Rep 2016 Mar 3;6:22536
  • Yoriko Ando, Takashi Sakurai, Kowa Koida, Hajime Tei, Akiko Hida, Kazuki Nakao, Mistuo Natsume, and Rika Numano, "In vivo bioluminescence and reflectance imaging of multiple organs in bioluminescence reporter mice by bundled-fiber-coupled microscopy", Biomed. Opt. Express 7, 963-978 (2016)
  • Tamura H, Nakauchi S, Koida K: "Robust brightness enhancement across a luminance range of the glare illusion", Journal of Vision January 2016, Vol.16, 10. doi:10.1167/16.1.10
  • Nagai, T., Matsushima, T., Koida, K., Tani, Y., Kitazaki, M., Nakauchi, S: "Temporal properties of　material categorization and material rating: visual vs non-visual material features", Vision Reseach 115(Pt B), Oct, 259-270 (2015)
  • Nagai T, Ono Y, Tani Y, Koida K, Kitazaki M, Nakauchi S: "Image regions contributing to perceptual translucency: A psychophysical reverse-correlation study" i-Perception 4(6) 407?428, 2013.
  • Tani, Y., Araki, K., Nagai, T., Koida, K., Nakauchi, S., Kitazaki, M., Enhancement of Glossiness Perception by Retinal-Image Motion: Additional Effect of Head-Yoked Motion Parallax, PLoS ONE (2013),Vol.8, No.1, e54549. doi:10.1371/journal.pone.0054549
  • Okazawa G, Koida K, Komatsu H, Categorical properties of the color term "GOLD", Journal of Vision (2011) 11(8):4, 1-19, web
  • Conway, B. R., S. Chatterjee, G. D. Field, G. D. Horwitz, E. N. Johnson, K. Koida, K. Mancuso, Advances in color science: from retina to behavior. Journal of Neuroscience (2010) 30, 14955-63.
  • Shinomoto S, Kim H, Shimokawa T, Matsuno N, Funahashi S, Shima K, Fujita I, Tamura H, Doi T, Kawano K, Inaba N, Fukushima K, Kurkin S, Kurata K, Taira M, Tsutsui K, Komatsu H, Ogawa T, Koida K, Tanji J, Toyama K. Relating neuronal firing patterns to functional differentiation of cerebral cortex. PLoS Comput Biol. 2009 Jul;5(7) [pubmed]
  • Goda N, Koida K, Komatsu H, Colour Representation in Lateral Geniculate Nucleus and Natural Colour Distributions, Lecture Notes in Computer Science (2009), 5646，23-30.
  • Matsumora T, Koida K, Komatsu H., Relationship between color discrimination and neural responses in the inferior temporal cortex of the monkey. J Neurophysiol. (2008) Dec;100(6):3361-3374
  • Koida K, Komatsu H. Effects of task demands on the responses of color-selective neurons in the inferior temporal cortex. Nature neuroscience. (2007) Jan;10(1):108-116 [pubmed]
  • Saito A, Kawamura S, Mikami A, Ueno Y, Hiramatsu C, Koida K, Fujita K, Kuroshima H, Hasegawa T. Demonstration of a genotype-phenotype correlation in the polymorphic color vision of a non-callitrichine New World monkey, capuchin (Cebus apella). Am J Primatol. (2005) Dec;67(4):471-485. [pubmed]
  • Saito A, Mikami A, Hasegawa T, Koida K, Terao K, Koike S, Onishi A, Takenaka O, Teramoto M, Mori Y. Behavioral evidence of color vision deficiency in a protanomalia chimpanzee (Pan troglodytes). Primates (2003) Apr;44(2):171-176. [pubmed]
  • Uchikawa K, Koida K, Meguro T, Yamauchi Y, Kuriki I. Brightness, not luminance, determines transition from the surface-color to the aperture-color mode for colored lights. J Opt Soc Am A (2001), 17(3), 737-746. [OptInfoBase]
原著論文（日本語、査読あり）
  • 谿雄祐, 西島遼, 永井岳大, 鯉田孝和, 北崎充晃, 中内茂樹、前方・後方照明強度比による透明感知覚の変化、 映像情報メディア学会誌、 68(12):J534-J536(2014)
  • 鯉田孝和，内川惠二 色空間の分類数に応じて現れる階層的なカテゴリカル色知覚 照明学会誌, 2000, 84(5), 302-311.
  • 鯉田孝和，内川惠二 色差の評価限界の色度特性 光学, 2000, 29(5), 330-335.
  • 鯉田孝和，内川惠二 色光の見えのモードと明るさとの色度特性比較 VISION, 1996, 8(3), 143-148.
論文・総説・記事・著書（査読無し）
  • 鯉田孝和 神経科学の素朴な疑問 Q&A レンズと違って眼で見たときにはなぜ色がにじまないのですか？ Clinical Neuroscience （中外医学社） 33(7) 849 (2015)
  • 鯉田孝和 神経科学の素朴な疑問 モニターはR,G,B（赤,緑,青）で色を表現するのに,インクカートリッジはどうしてC,M,Y（シアン,マゼンタ,イエロー）なのでしょうか？ Clinical Neuroscience （中外医学社） 32(04):464-465(2014)
  • 鯉田孝和，永井岳大，谿雄祐：視覚実験のための刺激生成：ディスプレイの世代交代を活かすには．日本視覚学会 Vision，24(4)，145-148，2012.
  • 日本色彩学会【編】、東京大学出版会 、新編色彩科学ハンドブック 第３版、2011.4.20 p348-349
  • 2010年日本光学会の研究動向、3. 視覚、鯉田孝和 「光　学」 第40巻 第4号（2011年4月）
  • 解説 鯉田孝和・小松英彦 日本神経回路学会誌 Vol17, No.3, p93-100 2010 サル下側等皮質（TE野）の色選択性ニューロンの応答特性と認知コントロールによる影響
  • 解説 鯉田孝和 VISION 22巻１号 2010 色覚中枢の場所と情報表現：下側頭皮質と色のカテゴリー性
  • Koida K and Komatsu H Neuronal Bases of Color Categorization in Monkey Inferior Temporal Cortex VISION, 2008, 20, 85-88
  • 鯉田孝和 照明年報　第６章　視覚　6.1視覚生理 照明学会誌, 2004, 88(8B),604-605.
  • 鯉田孝和 色彩用語辞典(2003)　日本色彩学会編（東大出版会）
  • 鯉田孝和 照明年報　第６章　視覚　6.1視覚生理 照明学会誌, 2003, 87(8B),660-661.
  • 鯉田孝和 照明年報　第６章　視覚　6.1視覚生理 照明学会誌, 2002, 86(8B),613-616.

Talks 講演

講演
  • 東三河県庁開設記念「東三河産学官連携連続講演会」（第２回新分野進出推進フォーラム）、豊橋市総合体育館、「色覚異常から見る脳と視覚の最前線」鯉田孝和 (2012/11/30)
  • 第21回せいりけん市民講座　クールな漫画でホットな脳科学を描こう！、岡崎げんき館、岡崎市(2012/3/10)、動画：http://www.youtube.com/watch?v=Us-e7JrXNoI
  • サイエンスイラストをセンス良く美しく描く方法【公開シンポジウム】, なぜイラストが必要か、イラストをどのように生かすか -視覚心理物理の知見から-, 第２７回日本微生物生態学会大会, 2011年10月8-10日, 京都大学 京都, （2011/10/10）
  • 鯉田孝和、色を見て考える脳のしくみ、あいちサイエンスフェスティバル、さかえサイエンストーク,(2011/10/13)、栄、名古屋
  • 第6回 光応用新産業創出フォーラム ―技術戦略と人材育成― 慶応大・東京 招待 (2011/2/24) 画素値飽和を起こしたカラー画像の明度知覚（クリッピング錯視） 鯉田孝和
  • 第2回 GCOE学生主催シンポジウム ADIST(2009/9/4)
  • 日本視覚学会 2009年夏季大会(2009/7/21)
  • 玉川大学研究所若手の会(2009/5/15)
  • 日本視覚学会 2003年夏季大会(2003/7/21)
学会・研究会発表（国内・国外）は多数のため割愛

Work Experience and Education 職歴・学歴

2015-
Associate Professor (PI), EIIRIS, Totyohashi Tech.
豊橋技科大, エレクトロニクス先端融合研, 准教授
2010-2014
Tenure Track Associate Professor (PI), EIIRIS, Totyohashi Tech.
豊橋技科大, エレクトロニクス先端融合研, テニュアトラック准教授
2007-2009
Assistant professor, in NIPS Japan (Prof. Komatsu's Lab)
生理学研究所 小松研究室 助教
2000-2007
PosDoc fellow, in NIPS Japan (Prof. Komatsu's Lab)
生理学研究所 小松研究室 ポスドク研究員
最終学位
博士（工学） Ph.D.
2000年 東京工業大学 Tokyo Institute of Technology
1995-2000
PhD student, Tokyo Inst. of Tech.(Prof. Uchikawa's Lab)
東京工業大学大学院 総合理工学研究科 内川研究室
1991-1995
東京工業大学 理学部 応用物理学科

Honnors and awards 受賞歴

1997
日本学術研究振興会 特別研究員 JSPS Reseach Fellow (DC1)

研究資金

2013-2014　平成２６年度
日比科学技術振興財団 研究開発助成金　総額 2,000千円
2013-2014　平成２５～２６年度
科研費　新学術領域「質感脳情報学」公募班 質感脳web　総額 10,920千円
2013　平成２５年度
東海産業技術振興財団 研究助成金（研究育成型）　総額 700千円
2010-2012　平成２２～２３年度
科研費　若手(B)　総額 4,160千円
2010-2014　平成２２～２５年度
　エレクトロニクス先端融合領域若手研究者育成プログラム
2009　平成２２年度
日本光学会産学官連携委員会「光みらい若手奨励金」　総額300千円
2008-2010　平成２０～２１年度
科研費　若手(B)　総額 4,420千円

Research Affiliations 所属学会

  • Society for Neuroscience
  • International Colur Vision Society
  • 日本神経科学学会 (The Japan Neuroscience Society)
  • 日本視覚学会 (The Vision Society of Japan)
  • 日本光学会 (Optical Society of Japan)
  • 日本感性工学会 (Japan Society of Kansei Engineering)
  • 視覚科学フォーラム
  • サイエンスビジュアライゼーション研究会
  • 学会運営：　Council member of APCV (2017～）APCV portal
  • 学会運営：　日本視覚学会 幹事 （2014年度～）学会web
  • 学会運営：　視覚科学フォーラム運営委員 （2016年度～）フォーラムweb
  • 学会運営：　日本光学会 幹事　（2014～2017年度）
  • 学会運営：　質感のつどい第３回公開フォーラム　実行委員長
  • 学会運営：　視覚科学フォーラム2017 豊橋大会　実行委員長
  • 学会運営：　日本視覚学会2014年冬期大会　実行委員
  • 学会運営：　日本視覚学会2013年冬期大会　実行委員長
  • 学会運営：　ICVS 2015 実行委員

Hobby and Other Interests