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2013 Fiscal Year Annual Research Report

異なる集団間のコミュニケーションが生み出す内部ダイナミクスの変化

Publicly Offered Research

Project AreaThe study on the neural dynamics for understanding communication in terms of complex hetero systems
Project/Area Number 24120708
Research InstitutionKagawa University

Principal Investigator

青木 高明  香川大学, 教育学部, 准教授 (30553284)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywordsソフトコンピューティング / 自己組織化 / シナプス可塑性
Research Abstract

本課題の目的は,シナプス可塑性によるネットワークダイナミクスの理解である.我々の脳は,コミュニケーションによる経験を経て時々刻々と変化する.それを支える神経基盤はシナプス可塑性だが,シングルシナプスレベルの研究と比べて,ネットワークレベルにおける可塑性の効果は未解明な点が多い.なぜなら,神経ネットワークを神経細胞の結合系とみたとき,可塑性によってシステム内の相互作用関係が時間と共に変化していくためである.このような結合力学系の解明には,従来の力学系理論や統計力学からの拡張が必要である.
本年は,昨年度導入した可塑性を持つ振動子ネットワークモデルをベースに,Regular-spiking neuron等の電気生理学的特性がネットワーク可塑性に与える効果を調べた.結果,タイプ1ニューロンに多く見られるPRCのゼロ次モード(定数項)が大きな役割を持つことを発見した.これは位相振動子系における従来研究において,ゼロ次モードを無視できたことと大きな差である.実際に,このゼロ次モードの影響が大きくなるにつれて,均一な神経細胞集団の中からでも,自発的に同期したクラスタ群が階層構造を形成し,最終的には複数周期のヘテロな集団に転移することを発見した.この結果はシナプス可塑性に基づき,均一な集団からでも,振動周期が異なる集団への分化することが起こりえることを示している.さらにこの転移について解析を行った結果,複数リズム集団への転移点となるゼロ次モードの強度についても,見積もることができた.

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Self-organization of a recurrent network under ongoing synaptic plasticity2014

    • Author(s)
      Takaaki Aoki
    • Journal Title

      Neural Networks

      Volume: Special Issue Pages: 1

    • DOI

      in press

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Stationary state of a recurrent network under ongoing synaptic plasticity2013

    • Author(s)
      Takaaki Aoki
    • Organizer
      包括脳ネットワーク夏のワークショップ
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20130829-20130831
  • [Presentation] Hodge-Kodaira Decomposition of Evolving Neural Networks2013

    • Author(s)
      Keiji Miura and Takaaki Aoki
    • Organizer
      SIAM Conference on Applied Algebraic Geometry
    • Place of Presentation
      Colorado State University, Fort Collins,Colorado, USA
    • Year and Date
      20130801-20130804
  • [Presentation] Hodge-Kodaira Decomposition of Evolving Neural Networks2013

    • Author(s)
      Keiji Miura and Takaaki Aoki
    • Organizer
      The 4th International Conference on Cognitive Neurodynamics
    • Place of Presentation
      Agora for Biosystems, Sigtuna, Sweden
    • Year and Date
      20130623-20130627
  • [Presentation] Effects of synaptic plasticity in heterogeneous neural networks2013

    • Author(s)
      Takaaki Aoki
    • Organizer
      The 4th International Conference on Cognitive Neurodynamics
    • Place of Presentation
      Agora for Biosystems, Sigtuna, Sweden
    • Year and Date
      20130623-20130627

URL: 

Published: 2015-05-28  

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