| Project/Area Number |
17K07050
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Neurophysiology / General neuroscience
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
TANAKA SHIGERU 電気通信大学, 脳・医工学研究センター, 特任教授 (70281706)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮下 真信 沼津工業高等専門学校, 制御情報工学科, 教授 (20443038)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 視覚情報表現 / 自己組織化 / スパイキングニューロンモデル / 動的デコーディング / スパースコーディング / 覚醒レベル / 注意 / 視覚野 / ニューロン / 空間周波数 / 星状膠細胞 / 皮質内側方結合 / 特徴抽出 / ダイナミックニューロンモデル / 視覚特徴量分散表現 / デコーディング / 三者間シナプス / 神経修飾因子 / 空間周波数特性 / 神経科学 / 脳・神経 / モデル化 / 生体生命情報学 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Using geniculo-cortical inputs formed by activity-dependent self-organization, we constructed a spiking neuron network and performed simulations of dynamic neuronal responses to visual stimuli. As a result, it was confirmed that model visual cortex elicited spikes sparsely at each moment. Then we tried to decode spatio-temporal stimulus patterns from neuronal spike patterns, using receptive fields as basis functions. The decoding almost successfully reproduced drifting grating patterns used as visual stimuli. This suggests that the self-organized visual cortex can represent not only stationary visual stimuli but also dynamic ones, which can be decodable.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来のニューラルネットワークによるデコーディングは、静的な視覚パターンにほぼ限定されていたが、自己組織化によって構成されたスパイキングニューロンからなる視覚野は、動的な視覚刺激についてもデコード可能な形でスパイク放電の時空間パターンとして表現可能であることを示した。このことは、脳において時々刻々と変化する刺激パターンがどのように表現され、読みだされているのかを解明するためのヒントを与える。また、動的刺激をデコードするためのスパースコーディング技術の発展に寄与することが期待される。
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