2020 Fiscal Year Annual Research Report
A Mathematical Model for the Neuro-information Mechanisms of Complex Visual Hallucinations
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17H01794
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
津田 一郎 中部大学, 創発学術院, 教授 (10207384)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奈良 重俊 岡山大学, 自然科学研究科, 特命教授 (60231495)
山口 裕 福岡工業大学, 情報工学部, 助教 (80507236)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 自己再組織化 / モジュール型ニューラルネットワーク / カオス的遍歴 / 複合型視覚性幻覚 / レビー小体型認知症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、視覚像を生成する視覚野、インデックス情報を生成する前頭前野、連想記憶を生成する側頭葉の三つのモジュールネットワークの結合系をモデルとして、複合型視覚性幻覚の神経機構に関する研究を行った。数理モデルは二種類のネットワークモデルによって構築した。モデル１はこれら三モジュール型ニューラルネットにおいて、いったん自己組織化が成立したのちに、視覚野から前頭前野への長距離結合に欠損が生じた場合の自己再組織化を扱った。情報理論的には自己再組織化によってヘブ則とは異なる学習則が機能分化を最適化することが分かった。さらに、欠損した結合が自己再組織化によって結合強度を増すことで、異常な連想記憶が形成されることが分かった。この異常な連想はインデックス情報と視覚像が正しく連想されないでミスマッチを起こす結果である。これを幻覚的な視知覚であると解釈した。モデル2では脳特有の機能に関する一例として複数タスク同時実行機能に注目した研究を行った。その計算論的モデルとして三モジュール階層型神経回路網モデルを構築し，そこに導入した適切な動態のカオスを用いて複数入力に対応した複数タスク同時実行の計算機実験を行ってデータを得ており，その解析・考究を行った。これは、ネットワークがカオスを出力することで、マルチタスクを同時並列的に行うことができることを示している。また、このモジュール結合に切断を入れることで、切断がある一定範囲を超えるとカオス的遍歴が出現することで、連想回路が正しくない像と正しい像を遍歴的に想起することが分かった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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