2016 Fiscal Year Research-status Report
細胞外電場を介した非シナプス型フィードバックを有する神経回路網の実証的理論研究
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16K00330
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
大森 敏明 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10391898)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 理論神経科学 / シミュレーション / ベイズ推論 / マルコフ連鎖モンテカルロ法 / 逐次モンテカルロ法 / ガウス過程 / アクティブチャネル / 神経回路ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，神経生理学の知見に基づいたニューロンモデルと細胞外電場との相互作用を有する神経システムの数理モデルを構築し，神経システムと細胞外電場からなる動的システムにおける情報処理メカニズムに関する実証的理論を行う．
本研究課題の初年度にあたる平成２８年度には，神経生理学の知見に基づいて，細胞外電場からの作用を受けるニューロンモデルを構築し，実験データに基づいて，神経細胞モデルの時空間ダイナミクスを推定するための統計的アルゴリズムの構築を行った．さらに，限られた観測データから，神経ネットワークにおける時空間ダイナミクスを精緻に推定する統計的アルゴリズムを構築し，その有効性をシミュレーションデータにより示すことに成功した．観測点の個数やノイズ強度に対する提案手法の推定精度を評価することにより，提案手法の頑強性を定量的に評価することにも成功した．さらに，従来の推定手法では，神経システムにおける時空間ダイナミクスを支配する様々なパラメータの推定については，点推定に限定されているという問題点があったが，提案手法では，マルコフ連鎖モンテカルロ法を導入することにより，分布推定を実現することに成功した．これらの研究成果は，関連する国内学会や国際会議にて口頭発表を実施するとともに，査読付きの英語論文として公表した．また，これらの成果は関連する研究者の注目を受け，外部の研究機関からの依頼講演を受けた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初は，初年度には，線形システムのみの取り扱いを予定していたが，非線形システムのニューロンモデルの場合に関するアルゴリズム構築にも着手できたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
電場応答からの動的システム推定精度の向上に向けた統計的アルゴリズムの開発を進める．
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| Causes of Carryover |
予定していた学会が当該年度に開催されなかったため，旅費の支出が予定より少なくなった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に，当初予定していた学会に参加するための旅費として使用する．
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