2008 Fiscal Year Annual Research Report
心的過程の神経機構に基づく動的情報検索アルゴリズムの構築
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20500279
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
岡本 洋 The Institute of Physical and Chemical Research, 脳回路機能理論研究チーム, 客員研究員 (00374067)
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| Keywords | ニューラルネットワーク / 双安定 / 連続アトラクター / 漸次的持続活性 / 揺らぎ / 準安定 / 時系列 / 時間積分 |
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| Research Abstract |
I.時系列想起の神経機構の生物物理モデル構築に取り組んだ。複数のリカレントニューロンネットワークA,B,C,…があり、それぞれがパターンA,B,C,…をコードするものとする。AからB、BからC、CからD、…にフィードフォワード結合させる。個々のスパイク発生ニューロンにafterdepolarizationに基づく双安定性を付与し、さらにノイズを付加する。以上の構成において、パターンA、B、C、…は強いアトラクターとなるが、AからB、BからC、CからD、…に移る途中の状態の一つ一つもアトラクター(連続アトラクター)となる。A→B→C→…という具合に、準安定状態遷移の連鎖として、ロバストな時系列想起が実現されることを確認した。時系列を構成する各パターンの寿命がシナプス強度に依存することもわかった。パターンA、B、C、…の間に重なりがある場合の扱いについては、次年度の課題として残った。
II.双安定スパイク発生ニューロンのレカレントネットワークが、確率的シナプス入力の分散をintegrandとするperfect integratorとして機能することを示した。従来のニューラルネットワーク情報処理における標準的な考え方は、ニューロンはシナプス入力の総和から出力を算出するというものである。そこでは総和の平均が主役であり、その周りの揺らぎの役割は二義的である。これに対して、本研究の結果は、実際の脳では本質的な情報はむしろ揺らぎにコードされるという興味深い可能性を示唆する。
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