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2014 Fiscal Year Annual Research Report

マクロ神経回路活動とメゾ神経回路構造を同定するデータ解析技術の開発.

Publicly Offered Research

Project AreaMesoscopic neurocircuitry: towards understanding of the functional and structural basis of brain information processing
Project/Area Number 25115728
Research InstitutionNational Institute of Informatics

Principal Investigator

小林 亮太  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 助教 (70549237)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords計算論的神経科学 / データマイニング / 機械学習 / 統計科学 / シミュレーション
Outline of Annual Research Achievements

脳内の神経回路がどのような仕組みによって情報処理を実現しているかを知ることは脳科学における重要な目標の一つである.この目標を実現するため,本研究課題では実験データ (多細胞同時計測スパイクデータ,単一神経細胞膜電位データ,カルシウムイメージングデータなど) から情報処理中の神経回路の振る舞いを同定する手法を開発することを目的とする.
平成26年度は,1. 多細胞同時計測データから神経細胞間のシナプス結合を推定する技術,2. 膜電位データから神経細胞へのシナプス入力を推定する技術の研究を進めた.研究項目 1 (多細胞同時計測データの解析) については,シナプス結合が存在するかどうかを判定する統計的手法の開発に取り組んだ (Kurita, Yamanaka, Kobayashi et al., JNNS 2014).研究項目2 (膜電位データの解析) に関しては,状態空間モデル (Kobayashi, Shinomoto and Lansky, Neural Computation 2011) を用いて,実験で用いる刺激が興奮性,抑制性シナプス入力へ与える影響を調べるためのデータ解析手法を構築した.モルモットの聴覚野から計測された膜電位データに開発手法を適用して,トーン刺激がシナプス入力へ与える影響を調べた (Kobayashi, He and Lansky, Frontiers in Computational Neuroscience 2015).また,本学術領域の西丸広史 准教授 (筑波大学) とマウスの脊髄における歩行運動発現中におけるシナプス入力を調べる共同研究を開始させた (Nishimaru, Kobayashi, Itohara et al., SFN 2014).

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

    (20 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (18 results) (of which Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Estimation of the synaptic input firing rates and characterization of the stimulation effects in an auditory neuron2015

    • Author(s)
      Kobayashi R, He J, Lansky P.
    • Journal Title

      Frontiers in Computational Neuroscience

      Volume: 9 Pages: 59

    • DOI

      10.3389/fncom.2015.00059

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Estimation of excitatory and inhibitory input rate from a single voltage trace.2015

    • Author(s)
      Kobayashi R.
    • Organizer
      CNS 2015 meeting: Workshop "Stochastic Neural Dynamics
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2015-07-18 – 2015-07-23
    • Invited
  • [Presentation] How slow K+ currents impact on spike generation mechanism?2015

    • Author(s)
      Kobayashi R, Kitano K.
    • Organizer
      CNS 2015 meeting
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2015-07-18 – 2015-07-23
  • [Presentation] Dynamics on global brain networks at the neuronal resolution2015

    • Author(s)
      Shimono M, Kobayashi R.
    • Organizer
      CNS 2015 meeting
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2015-07-18 – 2015-07-23
  • [Presentation] フェロモン源探索モデルのシミュレーションとその性能評価2015

    • Author(s)
      小林 亮太, Lansky P.
    • Organizer
      2015年度 人工知能学会全国大会
    • Place of Presentation
      公立はこだて未来大学
    • Year and Date
      2015-05-30 – 2015-05-30
  • [Presentation] 脳神経シミュレーションによる人工知能技術開発の試み2015

    • Author(s)
      小林 亮太
    • Organizer
      ワークショップ「第1回 人工知能による科学・技術の革新」
    • Place of Presentation
      大阪イノベーションハブ
    • Year and Date
      2015-04-03 – 2015-04-03
    • Invited
  • [Presentation] α-キメリンノックアウトマウスの歩行の際の脊髄運動ニューロンへのシナプス入力の測定と推定2015

    • Author(s)
      Nishimaru H, Kobayashi R, Itohara S, Iwasato T
    • Organizer
      第92回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場, 展示場
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] 神経細胞の発火特性が ISI スケーリング則に与える影響について2015

    • Author(s)
      小山慎介, 小林亮太
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-21
  • [Presentation] 遅いカリウム電流が神経細胞の信号処理に与える影響2015

    • Author(s)
      小林 亮太, 北野 勝則
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-21
  • [Presentation] Effect of slow K+ current on spike generation mechanism of a neuron2015

    • Author(s)
      Kobayashi R
    • Organizer
      Workshop on Rhythms and Waves in Neural Systems -From Mathematics to Neuroscience-
    • Place of Presentation
      東京大学 先端科学技術研究センター
    • Year and Date
      2015-03-20 – 2015-03-20
    • Invited
  • [Presentation] Estimating excitatory and inhibitory synaptic input from a single voltage trace2014

    • Author(s)
      Kobayashi R, He J, Lansky P.
    • Organizer
      Neuroscience 2014 (SFN 2014)
    • Place of Presentation
      Washington DC, USA
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [Presentation] Synaptic modulation of spinal motoneurons during locomotor-like rhythmic activity in the alpha-chimaerin knockout mouse in vitro.2014

    • Author(s)
      Nishimaru H, Kobayashi R, Itohara S, Iwasato T.
    • Organizer
      Neuroscience 2014 (SFN 2014)
    • Place of Presentation
      Washington DC, USA
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [Presentation] A model reduction of Hodgkin-Huxley model with slow K+ currents.2014

    • Author(s)
      Kobayashi R, Kitano K.
    • Organizer
      Neural Coding 2014
    • Place of Presentation
      INRA, France
    • Year and Date
      2014-10-06 – 2014-10-10
    • Invited
  • [Presentation] Effects of slow K+ current on the spike threshold of a neuron2014

    • Author(s)
      Kobayashi R, Kitano K.
    • Organizer
      Neuroscience 2014 (第37回日本神経科学大会)
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] Minimal time length of spike trains for the inference of connectivity2014

    • Author(s)
      Kurita S, Yamanaka Y, Kobayashi R, Kitano K, Shinomoto S.
    • Organizer
      Annual Conference of the Japanese Neural Network Society (JNNS 2014)
    • Place of Presentation
      Future University Hakodate, Japan
    • Year and Date
      2014-08-27 – 2014-08-29
  • [Presentation] A comparison of methods for estimating synaptic connectivity based on the simulated spike data2014

    • Author(s)
      Okino M, Kobayashi R, Kitano K.
    • Organizer
      Annual Conference of the Japanese Neural Network Society (JNNS 2014)
    • Place of Presentation
      Future University Hakodate, Japan
    • Year and Date
      2014-08-27 – 2014-08-29
  • [Presentation] Estimation of excitatory and inhibitory input rates from a single voltage trace2014

    • Author(s)
      Kobayashi R.
    • Organizer
      Mathematical Modeling and Statistical Analysis in Neuroscience
    • Place of Presentation
      the University of Copenhagen, Denmark.
    • Year and Date
      2014-07-02 – 2014-07-04
    • Invited
  • [Presentation] 神経シナプス入力の推定: 神経細胞間の通信を傍受する2014

    • Author(s)
      小林 亮太
    • Organizer
      2014年度第10回電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス時限研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-05-19 – 2014-05-20
  • [Presentation] 多細胞スパイクデータからのシナプス結合推定2014

    • Author(s)
      沖野 将人, 小林 亮太, 北野 勝則
    • Organizer
      2014年度第10回電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス時限研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-05-19 – 2014-05-20
  • [Remarks] 国立情報学研究所 小林 亮太

    • URL

      http://research.nii.ac.jp/~r-koba/index.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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