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神経細胞のスパイク列から神経回路の構造を推定する統計手法の構築

Research Project

Project/Area Number 15J02034
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Statistical science
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

翁長 朝功  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords複雑ネットワーク / テンポラルネットワーク / 伝播過程 / Complex networks / Spreading process / 神経ネットワーク
Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに、神経スパイクを含む伝播現象全般を念頭に置き、ネットワーク構造とネットワーク上のダイナミクスの関係を、モデルを用いて調べてきた。今年度はイベント列のデータから伝播現象を描写するより良いモデルとより良い理解を得るために下記の研究を行った。
今年度は前年度までの研究成果をさらに発展させ、神経ネットワークだけでなく、感染症の伝播やツイートの伝播など他の種類の伝播現象も対象に研究を行った。時間変化するネットワーク上の伝播現象に対して新しい解析手法を提案した。また、Twitterなどでみられる伝播のツリーに対して、サイズや構造を表す量を計算する手法を提案し、経験データを用いて妥当性を検証した。
年度の前半は、ネットワーク上の分岐過程の専門家である、James Gleeson教授(アイルランド、リムリック大学)の研究室に滞在し、共同で研究を行う機会に恵まれた。James Gleeson 教授とは、ネットワーク上の伝播過程の経験データに基づいた理論を構築するための議論を深めることができた。
本研究の結果は、9月にPhysical Review Letters誌から論文として出版され、さらに最新の成果をまとめた論文2編を投稿予定である。また、本プロジェクトの研究成果は、イギリスで開催されたネットワーク科学の会議(CoSyDy)、および国内学会(日本物理学会)において発表した。また、今後も2018年6月のネットワーク科学最大の国際会議(NetSci 2018)に採択されており、口頭発表を行う予定である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results)

  • [Int'l Joint Research] リムリック大学(アイルランド)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ブリストル大学(英国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Concurrency-Induced Transitions in Epidemic Dynamics on Temporal Networks2017

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga, James P. Gleeson, and Naoki Masuda
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 119 Issue: 10 Pages: 108301-108301

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.108301

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Emergence of event cascades in inhomogeneous networks2016

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga, Shigeru Shinomoto
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 33321-33321

    • DOI

      10.1038/srep33321

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Concurrency-induced transitions in epidemic processes on temporal networks2018

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga, James P. Gleeson, and Naoki Masuda
    • Organizer
      International Conference on Network Science 2018 (NetSci 2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] テンポラルネットワーク上の感染症ダイナミクスにおけるコンカレンシーによる転移2018

    • Author(s)
      翁長 朝功, James P. Gleeson、増田 直紀
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Concurrency-induced transitions in epidemic dynamics on temporal networks2017

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga, James P. Gleeson, and Naoki Masuda
    • Organizer
      Complex System Dynamics meeting (CoSyDy)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Criticality in the emergence of event cascades in complex networks2016

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga, Shigeru Shinomoto
    • Organizer
      2016 Conference on Complex Systems (CCS2016)
    • Place of Presentation
      Amsterdam, Netherland
    • Year and Date
      2016-09-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Controlling the emergence of event cascades in inhomogeneous networks2016

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga, Shigeru Shinomoto
    • Organizer
      2016年 日本数理生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡県福岡市
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Criticality in the emergence of spontaneous fluctuations in spiking neuron networks2016

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga, Shigeru Shinomoto
    • Organizer
      Twelfth International Neural Coding Workshop
    • Place of Presentation
      Cologne, Germany
    • Year and Date
      2016-09-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Emergence of spontaneous fluctuations in spiking neuron networks2016

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga, Shigeru Shinomoto
    • Organizer
      Modelling Neural Activity 2 (MONA2)
    • Place of Presentation
      Waikoloa, USA
    • Year and Date
      2016-06-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ネットワーク上のイベント発生バーストの制御.2016

    • Author(s)
      翁長 朝功, 篠本 滋
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Spontaneous fluctuations in networks of spiking neurons.2016

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga and Shigeru Shinomoto
    • Organizer
      脳と心のメカニズム 第16回冬のワークショップ
    • Place of Presentation
      留寿都、北海道
    • Year and Date
      2016-01-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ネットワーク上の伝播現象におけるバーストの制御.2015

    • Author(s)
      翁長 朝功, 篠本 滋
    • Organizer
      経済物理学 2015
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 社会ネットワークにおけるバースト現象.2015

    • Author(s)
      翁長 朝功, 篠本 滋
    • Organizer
      数理モデリング研究会
    • Place of Presentation
      大津、滋賀
    • Year and Date
      2015-11-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Criticality of epidemic bursts spreading through a network of individuals.2015

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga and Shigeru Shinomoto
    • Organizer
      International School and Conference on Network Science (NetSci 2015)
    • Place of Presentation
      サラゴサ(スペイン)
    • Year and Date
      2015-06-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spontaneous fluctuations in networks of spiking neurons.2015

    • Author(s)
      Tomokatsu Onaga and Shigeru Shinomoto
    • Organizer
      Seventh International Workshop of Statistical Analysis of Neuronal Data (SAND7)
    • Place of Presentation
      ピッツバーグ(米国)
    • Year and Date
      2015-05-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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