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マルチニューロンデータのスパイク高次相関の解析

Research Project

Project/Area Number 18019034
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTamagawa University

Principal Investigator

酒井 裕  Tamagawa University, 脳科学研究所, 准教授 (70323376)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords神経細胞 / スパイク / サポートベクタマシン / 多細胞同時記録 / スパイク相関 / 情報表現 / パルス統計 / スパイク予測
Research Abstract

近年,数百本の電極により多数の神経細胞からスパイクを同時記録する手法が確立してきた.しかし,現状では,単一細胞記録の効率化として利用するか,解釈のしやすい細胞ペアの相互相関ヒストグラムを調べるのが主流であり,多数の細胞から同時記録している利点を十分に生かしているとは言い難い.この問題に対し,「複数の神経細胞で過去に発生したスパイクパターンから,ある神経細胞で次の瞬間にスパイクが発生するかどうかを予測する」モデルを構成し,「予測成功率」というわかりやすい指標を用いて全細胞ペアのスパイク相関の全体的な性質を明らかにすることを考える.次の瞬間のスパイクを予測する問題は,次の瞬間にスパイクを発生するかしないかを決定する問題になっているため,工学の分野でよく直面する判別問題に帰着する.判別問題では,様々な場面に有効な手法が開発されている.
本研究では,データの中から特徴的な高次の相関を効率的に抽出して非線形な判別を行う手法として知られている「サポートベクタマシン」を用いて,ラソト海馬からカルシウム光学計測した神経細胞の活動データに適用し,その有効性を確認してきた.平成19年度は,スパイクの発生の有無を予測するのではなく,確率的な見方をして,スパイク発生率を予測するように拡張し、その有効性を確認した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] The actor-critic learning is behina the matching law: Matching vs. optimal behaviors2008

    • Author(s)
      Y., Sakai
    • Journal Title

      Neural Computation 20

      Pages: 227-251

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamically Sliding Threshold Model Reproduces the Initial-Strength Dependence of Spike-Timing-Dependent Synaptic Plasticity.2007

    • Author(s)
      H., Kurashige
    • Journal Title

      J Phys. Soc. Jpn. 76

      Pages: 114802-114808

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] BvP neurons exhibit a larger variety in statistics of inter-spike intervals than LIF neurons2006

    • Author(s)
      Hosaka, R.
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan 75・12

      Pages: 1240071-1240077

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Different Responses of Two Types of Class II Neurons for Fluctuated Inputs2006

    • Author(s)
      Hosaka, R.
    • Journal Title

      Lecture notes in Computer Science 3980

      Pages: 596-604

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] BCM-Type Synaptic Plasticity Model Using a Linear Summation of Calcium Elevations as a Sliding Threshold2006

    • Author(s)
      Kurashige, H.
    • Journal Title

      Lecture notes in Computer Science 4232

      Pages: 19-29

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Computational algorithms and neuronal network models underlying decision processes2006

    • Author(s)
      Sakai, Y.
    • Journal Title

      Neural Networs 19・8

      Pages: 1091-1105

    • NAID

      10018337352

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Strategy for matching behavior leads to the optimal behavior2008

    • Author(s)
      Yutaka, Sakai
    • Organizer
      Computational and Systems Neuroscience (Cosyne 2007)
    • Place of Presentation
      Salt Lake City, Utah, US
    • Year and Date
      2008-02-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Two possibilities of calcium-based mechanisms for synaptic plasticity2007

    • Author(s)
      Yutaka, Sakai
    • Organizer
      9th China-India-Japan-Korea Joint Workshop on Neurobiology and Neuroinformatics (NBNI2007)
    • Place of Presentation
      Jeju City, Korea
    • Year and Date
      2007-07-06
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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