幼児の音声獲得に関わる神経機構と学習原理の計算論的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15500166
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 二見 亮弘 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20156938)
• Keywords: 言語課題 / 心理実験 / 反応時間 / 輝度弁別 / 神経回路モデル / パルスニューロン / 誤答率 / Y型細胞

Research Abstract

脳における言語処理などの高次機能について定量的に調べる際には,被験者に視聴覚的な言語課題を呈示し,スイッチ押しまでの反応時間の平均や分散を課題の困難さの指標として用いることが多い。本研究では,今後行う言語課題の評価に新しい計算論的背景を与えるために,まず心理実験における反応時間分布の生成モデルを構成し,単純化された輝度弁別課題の結果との比較検討を行った。
被験者に左右二つの光刺激の内,「より明るい」と判断した方に対応するボタンをできるだけ早く押してもらい,刺激からボタン押しまでの反応時間を測定する心理物理実験を行った。呈示する視覚刺激は,左右の輝度に2種類の差を設定した。また,最大呈示時間として150msと1000msの2種類を用意した。全体を通して,4つの条件がランダムに選ばれる。反応時間分布のヒストグラムは、刺激の組み合わせの種類に依存したが,これを説明できる勝者確定のためのパルス神経回路網モデルについて検討を行った。'ニューロンモデルはLeaky integrate-and-fire (LIF)型ニューロンとし,刺激によるシナプスのコンダクタンス変化にはα関数を用いた。モデルの入力は,輝度を表象したスパイク列とし,発火のスパイク間隔は一様または非一様Poisson過程に従うものとした。これには,視覚神経系で存在が知られているX型細胞とY型細胞を用意した。勝者確定のための抑制結合は,順方向型および帰還型の2種類について調べた。心理物理実験の結果を再現できるモデルパラメータを探索したところ,反応時間分布・誤答率・回答率の全部を再現できるモデルは,用意したモデル構造の範囲内では順方向型神経回路モデルだけであった。また,Y型細胞からの入力は,呈示時間が短い場合の実験結果再現に寄与していることが分かった。

Research Products

• [Publications] 加納慎一郎, 二見亮弘, 星宮望: "ヒト聴覚系の間隔記憶における時間統合過程のミスマッチ院生電位による解析"生体医工学. Vol.41,No.2. 97-104 (2003)