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2014 Fiscal Year Annual Research Report

脳記憶ループと遠隔転写の生理学的実証

Research Project

Project/Area Number 22246054
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

田村 進一  大阪大学, その他部局等, 名誉教授 (30029540)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2015-03-31
Keywords培養神経回路網 / スパイク列 / マルチ電極 / 疑似ランダム系列 / 符号流図
Outline of Annual Research Achievements

曖昧性をもった神経細胞から構成される神経回路網が,信頼性高く的確に情報処理をおこなえることは不思議なことである.従来は神経単体の特性はよく研究されてきたが,網としての特性はよく分からなかった.本研究においては,まずマルチ電極を用いて培養神経細胞よりスパイク列を取り出した.これを解析し,M系列類が有意に多いことを示した.またそれに対応する回路構成や,遠隔転送のfeasibilityを主としてシミュレーションを用いて調べた.しかしながら,これらは神経回路網原理の本質を十分ついているものではなかった.
そこで,本申請者は,同期的2次元神経回路網と非同期的2次元メッシュ状神経回路網のシミュレーションにおいて,ともに多重通信が可能であることを示した.とくに後者においては,時空間刺激パターンは,スパイク波と名付ける波動として伝播し,別の部位にある受信神経では特定の時空間パターンに変換される(遠隔伝送).受信した神経は,その受信時空間パターンがどの刺激によるものか,識別できる(多重通信).これは素子としての神経細胞が記憶素子として働くとともに,遠隔部位への多重伝送の中継素子としても働くことが示された.これにより,神経回路網上で連想機能が実現できる.これらは脳の知能機能の基本原理であるということができ,今後は,この機能をより深く探求し,脳における記憶,連想などのモデルを作成する.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Copy of neural loop circuits for memory and communication2014

    • Author(s)
      T. Kamimura, Y.Nishitani, Y.-W. Chen, Y.Yagi, and S.Tamura
    • Journal Title

      Journal of Communications and Information Sciences

      Volume: 4 Pages: 46-56

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An influence of bit timing function in neuron spike trains on M-sequence detection2014

    • Author(s)
      Y.Nishitani, C.Hosokawa, Y.Mizuno-Matsumoto, T.Miyoshi, H.Sawai, and S.Tamura
    • Journal Title

      グローバル経営学会誌

      Volume: 2 Pages: 51-56

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synchronized Code Sequences from Spike Trains in Cultured Neuronal Networks2014

    • Author(s)
      Y.Nishitani, C.Hosokawa, Y.Mizuno-Matsumoto, T.Miyoshi, H.Sawai, and S.Tamura
    • Journal Title

      J. of Comm. and Inf. Sci.

      Volume: 5 Pages: 12-24

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Root problem of image cognition -Spike code flow map in cultured neuronal networks-2015

    • Author(s)
      Shinichi TAMURA Yoshi NISHITANI Chie HOSOKAWA Tomomitsu MIYOSHI Hajime SAWAI Takuya KAMIMURA Yasushi YAGI Yuko MIZUNO-MATSUMOTO Yen-Wei CHEN
    • Organizer
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2015-03-02 – 2015-03-03
  • [Presentation] Multiplex communication in 2D mesh neural network2015

    • Author(s)
      T.Kamimura, Y.Yagi, S.Tamura, Y.-W.Chen
    • Organizer
      2015 International Conference on Artificial Intelligence and Control Automation (AICA2015)
    • Place of Presentation
      Phuket Thailand
    • Year and Date
      2015-01-16 – 2015-01-17
  • [Presentation] 神経回路網におけるスパイク波の可視化による学習則の解明2014

    • Author(s)
      佐久間俊,高橋良輔,黒川正雄,薮中晋太郎,西谷陽志,水野(松本)由子,田村進一
    • Organizer
      映像情報メディア学会2014年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-08-31 – 2014-09-02
  • [Presentation] 神経回路網の学習における重みの変化 ~一定方向のスパイク伝搬誘導による方向性の変化~2014

    • Author(s)
      佐久間俊,高橋良輔,黒川正雄,薮中晋太郎,西谷陽志,水野(松本)由子,田村進一
    • Organizer
      映像情報メディア学会2014年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-08-31 – 2014-09-02
  • [Presentation] 送受間双方向刺激による神経回路網の挙動変動2014

    • Author(s)
      高橋良輔,佐久間俊,黒川正雄,薮中晋太郎,西谷陽志,堀尾裕幸,田村進一
    • Organizer
      映像情報メディア学会2014年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-08-31 – 2014-09-02
  • [Presentation] 神経回路網のスパイク波の挙動に関する研究 ~刺激によるニューロン結合の強化の変化2014

    • Author(s)
      薮中晋太郎,佐久間俊,黒川正雄,高橋良輔,西谷陽志,堀尾裕幸,田村進一
    • Organizer
      映像情報メディア学会2014年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-08-31 – 2014-09-02

URL: 

Published: 2016-06-01  

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