2014 Fiscal Year Annual Research Report
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23500186
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| Research Institution | Kawasaki University of Medical Welfare |
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Principal Investigator |
福島 康弘 川崎医療福祉大学, 医療福祉学部, 講師 (00384719)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚田 稔 玉川大学, 脳科学研究所, 客員教授 (80074392)
津田 一郎 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (10207384)
山口 裕 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (80507236)
相原 威 玉川大学, 工学部, 教授 (70192838)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 学習と記憶 / 海馬 / 生理実験 / 数理モデル / 情報処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海馬ではボトムアップの時空間学習則(nonHEBB)とトップダウンのHEBB則（スパイク・タイミング依存性長期増強）の相互作用によってシナプス加重が強化され、強化学習にも密接に関係することを生理実験とモデル・理論によって検証した（Tsukada et al.、 2011）。ここでは、不安定な回路網（カオス駆動ネットワーク、CA3）がカオス的遍歴によって一つの文脈を形成し、安定な回路網（縮小ダイナミクス、CA１）はカントールコーディングとしてその情報を符号化するカオス駆動縮小システムの計算論モデル（Tsuda1996、2001)仮説を、生理実験におけるニューロンと理論的に構築したモデルニューロンにおいてで検証した。さらに、カントールコーディング成立の際の入力情報の周波数帯域依存性とCA1における抑制性ニューロンのネットワークによる修飾の効果が示された(Fukushima et al.、 2013)。
平成26年度においては、共焦点顕微鏡及び紫外レーザーの併用によりガルバノ・ミラーを使った多点同時高速神経刺激を使い、海馬CA1神経細胞の樹状突起の微細構造と非定常状態におけるカントールコーディングの時空間学習特性について、部分（時空間学習則）と全体（HEBB則）の両者を組み合わせ、実験結果の解析をおこなった結果、非線形的な要素を含む応答が観察された。現在、これらのデータから得られたニューロンにおける学習記憶に関する詳細な理論モデルを構築しており、それらを論文にまとめる準備をおこなっている。
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