1989 Fiscal Year Annual Research Report

インパルス型神経回路モデルによる脳の高速演算原理の解明

Research Project

Project/Area Number	63460143
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	市川惇信東京工業大学, 総理工, 教授 (60016714)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	黒木秀一九州工業大学, 工学部, 助手 (40178124) 中村清彦東京工業大学, 総理工, 助手 (10172397)
Keywords	神経回路網 / 並列処理 / 神経細胞集団 / 行動学習 / シナプス可塑性
Research Abstract	初年度(昭和63年度)において、脳神経系の基本素子モデルとして同種のインパルス型神経細胞素子からなる神経細胞集団モデルと、この神経細胞集団への神経結合がPost-Tetanic Potentiation(PTP)およびノルエピネフリン依存可塑性をもつ場合のシナプス可塑性の数理モデルを構成した。本年度(平成元年度)においては、(1)バ-スト発火機構をもつ視床の神経細胞集団の数理モデルを構成した。(2)視床神経細胞集団モデルと前年度のPTPによるシナプス可塑性のモデルから視床・新皮質系の短期記憶の持続時間を単一細胞の膜抵抗などのパラメ-タ値から推定する理論式を導出した。(3)視床・新皮質系および新皮質内の神経結合関係の解剖学デ-タに基づき視床・新皮質系の神経集団回路網モデルを構成するとともに、新皮質内の神経集団が前年度に定式化したノルエピネフリン依存可塑性をもつ場合に報酬学習が成立するまでに要する学習回数を単一細胞のパラメ-タ値から推定する理論式を導出した。(4)上記の視床・新皮質系の神経集団回路網モデルのシミュレ-タをワ-クステイション上に構築し、単一細胞の各種のパラメ-タの値を生理学デ-タの範囲内に設定したときにこの神経集団回路網が生体の報酬学習行動に相当する入出力関係を実現しうることをシミュレ-ション実験によって示した。 (2)および(3)で求めた理論式から報酬学習の行動学的デ-タを生理学および解剖学デ-タから説明することが可能となり、報酬学習機構を解明するための新しい行動実験の設計が可能となる。(4)で得られたシミュレ-ション結果から本研究で提案した視床・新皮質系の報酬学習機構の仮説が既存の生理学デ-タと矛盾しないことが示された。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Kiyohiko Nakamura: "Cerebral Mechanism for Reward-Mediated Learning:A Mathematical Model of Neuropopulation-al Network Plasticity" Biological Cybernetics.
[Publications] Kiyohiko Nakamura: "Timing Information in Transient Behavior of Neuropopulations" IEEE Transactions on System,Man,and Cybernetics. 19. 1188-1193 (1989)
[Publications] Shuichi Kurogi: "An Artificial Neural Network Model for Recognition of Words in Continuous Speech" Proceedings of the 28th SICE Annual Conference第28回計測自動制御学会学術講演会予稿集. ESS-1-3. 1319-1322 (1989)
[Publications] Kiyohiko Nakamura: "A Computational Model of Neuronal Populations as Parallel Computing Units" Proceedings of the 28th SICE Annual Conference第28回計測自動制御学会学術講演会予稿集. II. 1315-1318 (1989)
[Publications] 山崎一孝: "網膜内の神経結合に対する数理的解析" 第4回生体・生理工学シンポジウム講演論文集. 227-230 (1989)
[Publications] Shuichi Kurogi: "Speech Recognition by an Artificial Neural Network Modeled on Afferent Auditory System" Proceedings of the INCC '90 Paris.
[Publications] Kiyohiko Nakamura: "Vision,Memory,and Temporal Lobe:Proceedings of the 4th TMIN International Symposium E.Iwai and M.Mishkin(eds.)" Elsevier,

1989 Fiscal Year Annual Research Report

インパルス型神経回路モデルによる脳の高速演算原理の解明

Principal Investigator

市川 惇信 東京工業大学, 総理工, 教授 (60016714)

Research Products

[Publications] Kiyohiko Nakamura: "Cerebral Mechanism for Reward-Mediated Learning:A Mathematical Model of Neuropopulation-al Network Plasticity" Biological Cybernetics.

[Publications] Kiyohiko Nakamura: "Timing Information in Transient Behavior of Neuropopulations" IEEE Transactions on System,Man,and Cybernetics. 19. 1188-1193 (1989)

[Publications] Shuichi Kurogi: "An Artificial Neural Network Model for Recognition of Words in Continuous Speech" Proceedings of the 28th SICE Annual Conference第28回計測自動制御学会学術講演会予稿集. ESS-1-3. 1319-1322 (1989)

[Publications] Kiyohiko Nakamura: "A Computational Model of Neuronal Populations as Parallel Computing Units" Proceedings of the 28th SICE Annual Conference第28回計測自動制御学会学術講演会予稿集. II. 1315-1318 (1989)

[Publications] 山崎一孝: "網膜内の神経結合に対する数理的解析" 第4回生体・生理工学シンポジウム講演論文集. 227-230 (1989)

[Publications] Shuichi Kurogi: "Speech Recognition by an Artificial Neural Network Modeled on Afferent Auditory System" Proceedings of the INCC '90 Paris.

[Publications] Kiyohiko Nakamura: "Vision,Memory,and Temporal Lobe:Proceedings of the 4th TMIN International Symposium E.Iwai and M.Mishkin(eds.)" Elsevier,

市川惇信東京工業大学, 総理工, 教授 (60016714)