2021 Fiscal Year Annual Research Report
Neural computation principle based on "stable chaos"; Toward understanding the dynamical aspects of visual attention
| Project/Area Number |
19H04183
|
|---|
| Research Institution | Oita University |
|---|
Principal Investigator |
末谷 大道 大分大学, 理工学部, 教授 (40507167)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北城 圭一 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 教授 (70302601)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 安定カオス / ランダム神経回路網 / 数知覚 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
引き続きカオスニューオン写像をランダムに結合させた系における安定カオスの発生機構について研究を進めた。結合の強さと活性化関数の急峻さを分岐パラメタとする相図を描き、安定カオスが発生する領域を特定することができた。さらに、情報処理能力を調べるために、時系列の分類や単純な時系列波形を一定の時間遅れの後に生成させる問題に取り組んだが、波形生成に関しては思うような結果は出なかった。これは初期状態や外部入力に関する持続的な記憶効果は確かに安定カオスによって保証されたものの、素子の不連続的な変化によって時系列波形のようなアナログ的な情報表現能力はむしろ劣ってしまったためと思われる。そこで、系に課す課題を再検討し、安定カオスの特性が活用できる認知的課題の状況について現在も調べている。当初は情報処理も含めた形で論文化する予定であったが、非線形ダイナミクスとしての特徴をより明らかにするためにより広いモデルの範囲で調べなおすことにした。その結果の一つとして、より単純なtanh型の活性化関数を持つランダム神経回路におけるカオスの発生機構について探究し、素子数に対して統計的なスケーリング則をもつことを新たに発見した。この成果に関しては現在論文をまとめている。
また、本研究で行なっている数知覚課題について数理モデルを用いたアプローチと共に分担者の北城氏と共同して認知実験パラダイムを構築し、数名の被験者に対して脳波データを計測した。現在このデータの解析を進めているところであるが、まとまった結果を得るには至っていない。被験者が視覚刺激から数を想起する過程における脳波活動データから数を推測するデコーディング的な解析と共に、有限サイズLyapunov指数など非線形の不安定性を測る尺度が計算できるか今後も検討を進める。
また、より基本的なカオスの研究としてカオスの位相記述に関する研究を進め論文として発表した。
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
