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神経ダイナミクスと情報表現を繋げる数理理論の構築と生理実験による検証

Research Project

Project/Area Number09J08859
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Sensitivity informatics/Soft computing
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research(2010)
Tokyo Institute of Technology(2009)
Research Fellow 太田 桂輔  独立行政法人理化学研究所, 行動神経生理学研究チーム, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed(Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost : ¥1,400,000)
Fiscal Year 2010 : ¥700,000 (Direct Cost : ¥700,000)
Fiscal Year 2009 : ¥700,000 (Direct Cost : ¥700,000)
Keywords位相応答曲線 / 符号化・復号化 / Spike Triggered Average / Sike Triggered Covariance / 海馬CA1錐体細胞 / 次元縮約 / 固有値解析 / 摂動展開 / Spike Triggered解析 / 電気生理実験
Research Abstract

本研究課題の最終年度にあたる本年度は,昨年度構築した理論をラット海馬CA1錐体細胞から測定された生理実験データに適用し,海馬CA1錐体細胞が符号化した入力空間(特徴空間)を明らかにした.具体的には,ラット海馬CA1錐体細胞の位相応答曲線を推定し,構築した数理理論を用いて位相応答曲線から海馬CA1錐体細胞のSpike Triggered Covariance (STC)を求め,その固有値解析を行った.昨年度は予備実験から得られた位相応答曲線を使って神経細胞の特徴空間を同定していたが,本年度は任意周期外力に対する摂動応答を予測することができる位相応答曲線を用いて神経細胞が符号化した入力空間を求めた.これにより,海馬CA1錐体細胞の特徴空間をより信頼性高く導出することができた.通常,STCを同定するためには10の8乗以上のスパイクを観測する必要がある.これは生理実験で観測できるスパイク数を遥かに超えており,STCを実験により直接求めることはできないことを意味している.本研究により,従来手法では同定できなかった周期発火状態にある神経細胞のSTCを位相応答曲線から求めることができ,その結果として神経細胞の特徴空間を同定することが可能となった.これらの成果はNineteenth Annual Computational Neuroscience Meeting (CNS2010), Neuro2010で発表した.また,これらの基礎研究となる成果を統計数理研究所で行われた「神経科学と統計科学の対話」で発表した.

Report

(2results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report

Research Products

(10results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] Is the Langevin phase equation an efficient model for oscillating neurons?2009

    • Author(s)
      Keisuke Ota, Takamasa Tsunoda, Toshiaki Omori, Shigeo Watanabe, Hiroyoshi Miyakawa, Masato Okada, Toru Aonishi
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference Series 197

      Pages : 12016-12016

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 位相的記述によるタイムオフセットカーブの表現2011

    • Author(s)
      鳥海遼, 太田桂輔, 青西亨
    • Organizer
      ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      東京,玉川大学
    • Year and Date
      2011-03-08
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ベイズ理論に基づく海馬CA1錐体細胞の位相応答曲線の統計的推定2010

    • Author(s)
      太田桂輔
    • Organizer
      神経科学と統計科学の対話
    • Place of Presentation
      東京,統計数理研究所
    • Year and Date
      2010-12-20
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Derivation of the neural feature space for oscillating neurons from spike triggered covariance2010

    • Author(s)
      Keiauke Ota, Toshiaki Omori, Shigeo Watanabe, Hiroyoshi Miyakawa, Masato Okada, Toru Aonishi
    • Organizer
      Neuro2010
    • Place of Presentation
      神戸,神戸コンベンションセンター
    • Year and Date
      2010-09-04
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of Neural Feature Space from Spike Triggered Covariance Expressed as a Function of PRC2010

    • Author(s)
      Keisuke Ota, Toshiaki Omori, Shigeo Watanabe, Hiroyoshi Miyakawa, Masato Okada, Toru Aonishi
    • Organizer
      Nineteenth Annual Computational Neuroscience Meeting(CNS2010)
    • Place of Presentation
      San Antonio, TX, USA
    • Year and Date
      2010-07-25
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 位相ランジュバン方程式の神経細胞モデルとしての有効性の検証2010

    • Author(s)
      太田桂輔, 大森敏明, 渡部重夫, 宮川博義, 岡田真人, 青西亨
    • Organizer
      日本神経回路学会第19回全国大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-21
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Fusion of real neuron and mathematical model by using dynamic clamp technique2009

    • Author(s)
      Toru Aonishi, Takamasa Tsunoda, Keisuke Ota, Toshiaki Omori, Masato Okada, Hiroyoshi Miyakawa
    • Organizer
      Asia Simulation Conference 2009
    • Place of Presentation
      立命館大学
    • Year and Date
      2009-10-09
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 位相記述によるタイムオフセットカーブの表現2009

    • Author(s)
      鳥海遼, 太田桂輔, 青西亨
    • Organizer
      日本神経回路学会第19回全国大会
    • Place of Presentation
      東北大学片平さくらホール
    • Year and Date
      2009-09-25
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 高次摂動展開による神経振動子の Spike Triggered 解析2009

    • Author(s)
      太田桂輔, 大森敏明, 岡田真人, 青西亨
    • Organizer
      日本神経回路学会第19回全国大会
    • Place of Presentation
      東北大学片平さくらホール
    • Year and Date
      2009-09-24
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Is the Langevin Phase Equation an Efficient Model for Stochastic Limit Cycle Oscillators in Real Neurons?2009

    • Author(s)
      太田桂輔, 大森敏明, 渡部重夫, 宮川博義, 岡田真人, 青西亨
    • Organizer
      Eighteenth Annual Computational Neuroscience Meeting(CNS2009)
    • Place of Presentation
      ドイツベルリン
    • Year and Date
      2009-07-21
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL :

Published : 2009-04-01   Modified : 2016-04-21  

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