2015 Fiscal Year Annual Research Report
スパイク結合型神経回路網のカオス同期を用いた動的情報コーディングの研究
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24650120
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山口 明宏 福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (60281789)
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2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ニューラルコーディング / カオス同期 / スパイク応答モデル(SRM) / セグメンテーション / バインディング / GPGPU |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は，前年度に引き続きカオス的スパイク応答を示す神経細胞モデルの２次元結合系について，２次元入力画像のカオス同期を用いた情報の結び付けの解析を行った．ここで，各神経細胞の背景振動の位相に空間構造を持たせ，背景振動の等位相線に沿って同期が起こりやすくなるようにモデルを拡張した．また，GPGPUを用いた高速化を行った．
カオス同期を用いた情報の結び付けの解析としては，まず，２体結合系におけるカオス同期特性の解析を行った．２体結合系の解析では，背景振動の位相が異なる二つの神経細胞の結合系を構成し，背景振動の位相差と同期応答の関係性を解析した．結果として，背景振動の位相が同じ場合のみ完全な同期が達成され，位相差が大きくなると同期が弱くなり，カオス同期が背景振動の位相に選択性を持つことを示した．
次に２次元結合系について，GrayとSingerのネコ視覚野での実験を参考に，二つの動く棒の動画像に対するカオス的スパイク応答の同期集団間の相互相関解析を行った．具体的には，二つの棒が平行に同一方向に動く場合と，反対方向に動く場合について解析を行った．ここで，背景振動の位相構造は，棒の進行方向に勾配をもたせた．結果として，神経細胞がカオス性を有する場合(背景振動有)には，それぞれの棒については，カオス的集団が形成され，同一方向に棒が移動する場合に，二つの同期集団の間で相関が高くなり，反対方向に棒が移動する場合は相関が低くなる傾向がみられた．一方，神経細胞がカオス性を有しない場合（背景振動無）には，同期集団は同様に形成されたが，棒の移動方向に無関係に同期集団間の相互相関が高くなり，同一方向の場合に対する選択的な同期の傾向は見られなかった．これらの結果は，神経細胞がカオス性を有する場合には，同一方向に移動する二つの棒を一つの棒として結び付けて解釈できる可能性を示唆していると考えられる．
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