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無限次元の情報幾何学を用いた脳活動のモデリング

研究課題

研究課題/領域番号 24700301
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生体生命情報学
研究機関関西学院大学 (2015)
東北大学 (2012-2014)

研究代表者

三浦 佳二  関西学院大学, 理工学部, 准教授 (60520096)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードinformation geometry / computational topology / nonstationarity / noise correlations / Information Geometry / Applied Topology / 情報幾何学 / セミパラメトリック推定 / ノイズ相関 / 時系列解析 / 時系列 / 神経科学 / 応用数学 / 情報生命
研究成果の概要

ダイナミックな脳活動データを解析する際に、環境や動物の状態が変化していく非定常性が問題となることが多い。本研究では、無限次元の情報幾何学を用いたセミパラメトリック推定を行うことで、時系列の平均値がドリフトし、さらにドリフトの時間波形に無限の可能性があったとしても、それとは“直交”する、時間変動しない統計パラメタ(例えば相関)を正確に推定する方法を開発した。

報告書

(5件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Real-Time Computing of Touch Topology via Poincare-Hopf Index2015

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Kazuki Nakada
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 3 ページ: 2566-2571

    • DOI

      10.1109/access.2015.2504387

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Scaling of Hodge-Kodaira decomposition distinguishes learning rule of neural networks2015

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Takaaki Aoki
    • 雑誌名

      Proc. IFAC CHAOS 2015

      巻: 48-18 号: 18 ページ: 175-180

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2015.11.032

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visualization of topological landscape in shear-flow dynamics of amorphous solids2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fujita, Koji Ohara, Keiji Miura, Akihiko Hirata, Motoko Kotani, Yasumasa Nishiura, Mingwei Chen
    • 雑誌名

      EPL (Europhysics Letters)

      巻: 110 号: 3 ページ: 38002-38002

    • DOI

      10.1209/0295-5075/110/38002

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hodge-Kodaira Decomposition of Evolving Neural Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Takaaki Aoki
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 62 ページ: 20-24

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2014.05.021

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neural Implementation of Shape-Invariant Touch Counter Based on Euler Calculus2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Kazuki Nakada
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 2 ページ: 960-970

    • DOI

      10.1109/access.2014.2351832

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The dorsomedial striatum encodes net expected return, critical for energizing performance vigor2013

    • 著者名/発表者名
      Alice Y. Wang, Keiji Miura, Naoshige Uchida
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 16 号: 5 ページ: 639-647

    • DOI

      10.1038/nn.3377

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Semiparametric Covariance Estimator Immune to Arbitrary Signal Drift2013

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura
    • 雑誌名

      Interdisciplinary Information Sciences

      巻: 19 号: 1 ページ: 35-41

    • DOI

      10.4036/iis.2013.35

    • NAID

      110009795567

    • ISSN
      1340-9050, 1347-6157
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Odor representations in olfactory cortex: distributed rate coding and decorrelated population activity2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Zachary F. Mainen, Naoshige Uchida
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 74 号: 6 ページ: 25-35

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2012.04.021

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] データの見方を変える脳理論を現代幾何学から探る2015

    • 著者名/発表者名
      三浦佳二
    • 学会等名
      数理モデリング研究会
    • 発表場所
      湖邸滋びわこクラブ (滋賀県大津市)
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リズム運動における位相リセット制御の最適化2015

    • 著者名/発表者名
      中田一紀, 三浦佳二, 我妻広明
    • 学会等名
      第38回日本生体医工学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      広島市立大学 (広島県広島市)
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Poincare-Hopf 指数を用いた実時間手書き入力の位相不変量計算2015

    • 著者名/発表者名
      三浦佳二, 中田一紀
    • 学会等名
      さきがけ・CREST「数学」探索における収穫と今後の熟成について
    • 発表場所
      甲州市勝沼ぶどうの丘 (山梨県甲州市)
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Hodge-小平分解のスケーリングは神経回路網の学習則を区別する2015

    • 著者名/発表者名
      三浦佳二, 青木高明
    • 学会等名
      JST CREST-さきがけシンポジウム「22世紀創造のための数学」
    • 発表場所
      ステーションコンファレンス東京 (東京都)
    • 年月日
      2015-09-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Pulse Current Synchronization Scheme for Spin Torque Nano Oscillators2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakada, Keiji Miura, Takashi Kimura
    • 学会等名
      SSDM 2015
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター (北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Poincare-Hopf 指数を用いた実時間手書き入力の位相不変量計算2015

    • 著者名/発表者名
      三浦佳二, 中田一紀
    • 学会等名
      JST CREST-さきがけシンポジウム「22世紀創造のための数学」
    • 発表場所
      富士ソフトアキバプラザ (東京都)
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Scaling of Hodge-Kodaira decomposition distinguishes learning rules of neural networks2015

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Takaaki Aoki
    • 学会等名
      ICIAM 2015
    • 発表場所
      Beijing (China)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pulse-coupled Synchronization in an Array of Spin Torque Nano Oscillators2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakada, Keiji Miura
    • 学会等名
      INTERMAG 2015
    • 発表場所
      Beijing (China)
    • 年月日
      2015-05-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 位相記述法に基づくシリコンニューロンの遅延誘起同期機構の最適化設計2015

    • 著者名/発表者名
      中田一紀,三浦佳二
    • 学会等名
      応用数理学会研究部会, 数理設計セッション
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2015-03-06 – 2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Hodge-Kodaira Decomposition of Evolving Neural Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Takaaki Aoki
    • 学会等名
      Topics in Differential Geometry and its Discretizations
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間発展するネットワークのHodge-小平分解による構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      三浦佳二,青木高明
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      2014-12-18 – 2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal Design of Silicon Spiking Neurons based on Phase Description2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakada, Keiji Miura
    • 学会等名
      BMEiCON 2014
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Hodge-Kodaira Decomposition of Evolving Networks2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura
    • 学会等名
      2014 Bilateral Workshop between Tohoku University and National Tsing Hua University
    • 発表場所
      Miyagi
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 幾何学と統計学を応用した脳情報処理機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      三浦佳二
    • 学会等名
      第3回藤原洋数理科学賞 授賞式/ピアノコンサート
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase reductions of coupled oscillators and its applications2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Kazuki Nakada
    • 学会等名
      Modeling, Simulation and Analysis of Pattern Formation
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2014-07-26 – 2014-07-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neural Implementation of Shape-Invariant Touch Counter Based on Euler Calculus2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Kazuki Nakada
    • 学会等名
      SIAM Annual Meeting
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2014-07-08 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Near zero noise correlations underlie efficient population codes in olfactory cortex2013

    • 著者名/発表者名
      三浦 佳二
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム 冬のワークショップ
    • 発表場所
      ルスツ、北海道
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An unbiased estimator of noise correlations under signal drift2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura
    • 学会等名
      SIAM Annual Meeting
    • 発表場所
      Minneapolis, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast, efficient population codes in olfactory cortex through decorrelation and synchronization to theta-frequency sniffing2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Zachary F. Mainen, Naoshige Uchida
    • 学会等名
      包括脳 脳と心のメカニズム 夏のワークショップ
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Near zero noise correlations underlie efficient population codes in olfactory cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Zachary F. Mainen, Naoshige Uchida
    • 学会等名
      Neuroscience 2012
    • 発表場所
      Nagoya
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Near zero noise correlations underlie efficient population codes in olfactory cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura
    • 学会等名
      RIKEN BSI Forum
    • 発表場所
      Saitama
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 位相縮約に基づくシリコンニューロンのダイナミカルシステムデザイン2012

    • 著者名/発表者名
      中田 一紀, 三浦 佳二, 浅井 哲也
    • 学会等名
      ニューロコンピューティング研究会(NC)
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Clock Synchronization Protocol Using Resonate-and-Fire Type of Pulse-Coupled Oscillators for Wireless Sensor Networks2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakada, Keiji Miura
    • 学会等名
      ICONIP 2012
    • 発表場所
      Doha, Qatar
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Silicon Neuron Design based on Phase Reduction Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakada, Keiji Miura, Tetsuya Asai
    • 学会等名
      SCIS-ISIS 2012
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Synchronization Analysis of Resonate-and-Fire Neuron Models with Delayed Resets2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Kazuki Nakada
    • 学会等名
      SCIS-ISIS 2012
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of Noise Correlations on Population Coding2012

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura
    • 学会等名
      SCIS-ISIS 2012
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamical Systems Design of Nonlinear Oscillators using Phase Reduction Approach2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakada, Keiji Miura, Tetsuya Asai, Hisa-aki Tanaka
    • 学会等名
      IEEE APCCAS 2012
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimating intrinsic noise correlations under arbitrary signal drift2012

    • 著者名/発表者名
      三浦 佳二
    • 学会等名
      「情報統計力学の最前線 ―確率が繋ぐ自然現象と情報処理の数理―」(YSM-SPIP 2012)
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of Noise Correlations on Population Coding

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura
    • 学会等名
      Francis Crick Symposium on Neuroscience: The Changing Brain
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamical Systems Design of Silicon Neurons using Phase Reduction Method

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakada, Keiji Miura, Tetsuya Asai
    • 学会等名
      Neuro2013
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Neural implementation of shape-invariant touch counter based on Euler calculus

    • 著者名/発表者名
      Keiji Miura, Kazuki Nakada
    • 学会等名
      ISNNE(The 1st International Symposium on Neuromorphic and Nonlinear Engineering)
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 非定常な神経活動からのノイズ相関の推定

    • 著者名/発表者名
      三浦佳二
    • 学会等名
      神経科学と統計科学の対話4
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 嗅覚と匂い・香りの産業利用最前線2013

    • 著者名/発表者名
      三浦 佳二
    • 出版者
      NTS
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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