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2009 Fiscal Year Annual Research Report

時間次元を用いた匂い情報表現:濃度不変性と分類の時間-精度トレードオフ

Research Project

Project/Area Number 21500294
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

牧野 悌也  Tohoku University, 電気通信研究所, 助教 (90250844)

Keywords脳・神経 / 脳型情報処理 / 情報表現 / 時間コーディング
Research Abstract

近年の生理学的研究は,様々な刺激が神経ネットワークの時間的活動パターンで表現されていることを明らかにしてきた.しかしながら,時間パターンによる脳内情報表現が,どのような計算論的アルゴリズムによって生成され,どのように計算論的課題遂行に役立つか,は明らかにされていない.本研究の目的は,嗅覚情報処理に焦点をあて,脳型情報処理における時間次元を用いた情報表現の計算論的重要性を示すことである.21年度は一次嗅覚ネットワークにおける生理学的知見を説明する時間次元を用いた計算論的情報表現アルゴリズムとして「糸球体の活動強度順から出力神経の時間的活動順序への変換」を提案した.コンピュータシミュレーションにより,この計算論的アルゴリズムが,1)出力神経を,非線形特性をもつ素子でモデル化し入力強度にしたがって応答時間が短くなるように設定し,2)活性化された出力は糸球体モジュール間抑制を担う介在細胞により他の糸球体モジュールの出力神経が活性化されるのを一過的に遅らせるようにネットワークを構築し,3)糸球体モジュール内抑制を担う介在細胞により,出力神経活動のオフセットを適切なタイミングに設定する,ことで実現できることを示した.更に,一次嗅覚モデルで生成された発火順序を評価するには,2つの出力神経が特定の順序で発火することを検出する順序検出器を作り,すべての出力神経の組の発火順序を判定できるように高次中枢ネットワークを構築することで実現できることを示した.

  • Research Products

    (8 results)

All 2010 2009

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Investigating the Underlying Intelligence Mechanisms of the Biological Olfactory System2010

    • Author(s)
      牧野悌也, 矢野雅文
    • Journal Title

      Advances in Artificial Intelligence 2010

      Pages: ID 478107

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 時空間表現された匂い情報の記憶と想起の神経モデル2009

    • Author(s)
      伊藤岳大, 牧野悌也, 矢野雅文
    • Journal Title

      日本神経回路学会第19回全国大会講演論文集

      Pages: 68一69

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 関節の動きやすさのリアルタイム最適化は大域的最適な腕運動を生成するか?2009

    • Author(s)
      吉原佑器, 牧野悌也, 冨田望, 矢野雅文
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集 45

      Pages: 570-579

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rules for self-organization of a model olfactory network that evaluates a temporal sequence of neural activity2009

    • Author(s)
      牧野悌也, 矢野雅文
    • Journal Title

      Neurosci Res 65

      Pages: S210

  • [Presentation] 予測不可能な環境における随意運動適応過程の心理物理実験2010

    • Author(s)
      冨田望, 酒井宏忠, 牧野悌也, 矢野雅文
    • Organizer
      移動知シンポジウム
    • Place of Presentation
      松島
    • Year and Date
      2010-03-03
  • [Presentation] 神経活動の時空間ダイナミクスによる嗅覚情報処理2009

    • Author(s)
      牧野悌也
    • Organizer
      ブレインウエア研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-11-30
  • [Presentation] 時空間表現された匂い情報の記憶と想起の神経モデル2009

    • Author(s)
      伊藤岳大, 牧野悌也, 矢野雅文
    • Organizer
      日本神経回路学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] 神経活動の時間順序を評価する嗅覚ネットワークモデルの自己組織化ルール2009

    • Author(s)
      牧野悌也, 矢野雅文
    • Organizer
      日本神経科学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2009-09-17

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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