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空間認知および時間認知の神経回路モデルの構築

Research Project

Project/Area Number 20020012
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

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

Principal Investigator

篠本 滋  Kyoto University, 理学研究科, 准教授 (60187383)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 亮太  立命館大学, 情報理工学部, 助教 (70549237)
Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥5,400,000 (Direct Cost: ¥5,400,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2008: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords空間コーディング / 時間コーディング / 神経スパイク統計 / 脳シミュレータ / 神経スパイクモデル / スパイク予測
Research Abstract

時間や空間についての認知が脳内でどのような神経過程で行われているかについて実験的,理論的研究を行っているが,平成21年度は,これら当初とは異なる方向に大きな発展があり,特に以下の3件について成果が出た.(1)脳内スパイク信号の不規則性パターンが大脳皮質領野によって異なり,それが運動,感覚,連合などの機能と強く相関していることが明らかになった.神経スパイク信号の不規則性のもつ機能的意義については,未だわかっておらず,今後は神経コーディングの大きなテーマになっていくものと期待している.(2)神経細胞のスパイク生成を定量的にモデル化することに成功した.これまでも神経データ予測の国際コンペティションでは優勝を果たしてきたが,本年度も我々のグループからコンペティションに応募した小林亮太氏(昨年度博士課程3年,今年度より立命館大学助教)が総合優勝を果たしINCF Awardを受賞した.今後も新しいモデルを開発してさらに推定精度を高める方向で検討している.(3)神経スパイク時系列のレート推定においてよく用いられるカーネル法のカーネルバンド幅を最適化する理論を確立し,そのための最適化アルゴリズムを提案した.採用した最適化の基準は,データが生成される背後のレートと推定カーネルの二乗誤差を最小化するというものである.ここでは背後のレートはわからなくても,データが時間変動ポアソン過程から生成されたという仮定によってデータのみから二乗誤差を最小化するアルゴリズムを作成することができた.ここで仮定したポアソン性は,繰り返した試行数が多ければ多いほど近似度がよいと期待される現実性のあるものである.

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2009 2008

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Made-to-order spiking neuron model equipped with a multi-timescale adaptive threshold.2009

    • Author(s)
      R.Kobayashi, Y.Tsubo, S.Shinomoto
    • Journal Title

      Frontiers in Computational Neuroscience 3

      Pages: 9-9

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relating neuronal firing patterns to functional differentiation of cerebral cortex.2009

    • Author(s)
      S.Shinomoto, H.Kim, T.Shimokawa, et al.
    • Journal Title

      PLoS Computational Biology 5

    • NAID

      120003780186

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimating instantaneous irregularity of neuronal firing.2009

    • Author(s)
      T.Shimokawa, S.Shinomoto
    • Journal Title

      Neural Computation 21

      Pages: 1931-1951

    • NAID

      120001629978

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A benchmark test for a-quantitative assessment of simple neuron models2008

    • Author(s)
      R. Jolivet, R. Kobayashi, A. Rauch, R. Naud, S. Shinomoto and
    • Journal Title

      J. Neurosci. Methods 169

      Pages: 417-424

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Can distributed delays perfectly stabilize dynamical networks?2008

    • Author(s)
      T. Omi and S. Shinomoto
    • Journal Title

      Physical Review E 77

      Pages: 46214-46214

    • NAID

      120003018623

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Made-to-order spiking neuron model for any cortical neurons2009

    • Author(s)
      Shigeru Shinomoto
    • Organizer
      Neural Coding 2009 International Workshop
    • Place of Presentation
      Tainan(台湾)
    • Year and Date
      2009-05-12
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Book] 脳科学のテーブル2008

    • Author(s)
      外山敬介・甘利俊一・篠本滋
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      京都大学学術出版会
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

URL: 

Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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