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時空間入力信号の動的処理が可能な神経回路網モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 11170238
研究種目

特定領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関広島大学

研究代表者

黒岩 丈介  広島大学, 総合科学部, 助手 (10282104)

研究分担者 入江 治行  広島大学, 総合情報処理センター, 助教授 (80147686)
三宅 章吾  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20005440)
奈良 重俊  岡山大学, 工学部, 教授 (60231495)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード単一カオスニューロン / 動的サンプリング / ノイズ頑健性 / 動的信号処理 / カオスニューロラルネットワーク / ダイナミカルコーディング / 同期 / リターンプロット
研究概要

脳科学と関連して,カオスニューロン素子から成る神経回路網モデルの動力学的構造の研究を行なった.初年度の当該研究により,確率的にスパイク間隔が決定されその統計的性質が異なるようなスパイク入力に対して,単一カオスニューロン素子の動的応答特性に有意な違いが生じ得ることを明らかにした.
本年度は初年度の結果を基に,個々の素子の応答特性の違いが神経回路網モデルのダイナミックスにどのように反映されるかについて研究した.その際,モデルの動的応答特性を評価するために,各時刻毎でのニューロンの応答の同期性に着目して,モデルの動的応答特性を評価した.具体的には,各時刻毎で同じ内部状態を有しているニューロングループを求め,グループ数の時間平均を調べた.その結果,入力の違いによってグループ数の時間平均が有意に異なることが明らかになった.つまり,入力の統計的な違いが神経回路網モデル内のニューロンの応答に関する同期性の違いとして現れることが分った.更に,2つの同じ構造をもったカオスニューロン素子から成る神経回路網モデルを互いに結合してやると,各々のモデルが同じ入力を受ける場合は同程度の同期性を示し,互いに異なる場合には同期の違いが結合がない場合より拡大されることが分った.このことは,モデル間の相互作用が,同じような入力の場合は互いに引き込みあい,異なる入力の場合は互いの違いを強調する効果を有することを意味する.今回得られた結果は,近年脳内の情報表現として注目されている「ダイナミカルコーディング」や「時空間コーディング」と関連した一種の情報表現を与えている考えられる.今後はこのような情報表現を如何にして動的にネットワークに学習されるのかについて更に詳しく研究を進める予定である.

報告書

(2件)
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] Jousuke Kuroiwa, et al.: "Response Properties of a Chaotic Neuronto Stochastic Inputs(in press)"Int.J.of Bifurcation and Chaos. 11. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Jousuke Kuroiwa: "Response Dynamics of a Neural Network Model with Two Different Membrane Time Constants"Proc.Int.Conf.on Neural Information Processing(ICONIP'2000). 1. 24-29 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Nakayama,Jousuke Kuroiwa, et al.: "Partly Inverted Synaptic Connections and Complex Dynamics in a Symmetric Recurrent Neural Network Model"Proc.Int.Conf.on Neural Information Processing(ICONIP'2000). 2. 1274-1279 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Jousuke Kuroiwa, et al.: "Response Properties of a Chaotic Neural Network with Spatialy Uniform Connections"Proc.Nonlinear Theory and its Applications(NOLTA'2000). 2. 583-586 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Ito: "A Hippocampal CA3 Model for temporal Sequences"Proc.of ICONIP'99. 2. 771-776 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Jousuke Kuroiwa: "Functional Possibility of Chaotic Behaviors in a Single Chaotic Neuron Model for Dynamical Signal Processing Elements"Proc.of 1999 IEEE Int.Conf.on SMC. 1. 290-295 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 黒岩丈介: "単一カオスニューロン素子を用いた動的信号処理"信学技報. NC98-105. 53-60 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤真: "時間遅れを取り入れた海馬CA3モデル"信学技報. NC98-105. 45-52 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 黒岩丈介: "3-カオスニューロン結合系の動的応答特性と動的表現"日本神経回路学会第9回全国大会 講演論文集. 1. 77-78 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 黒岩丈介: "動的入力に対する単一カオスニューロン素子の応答特性"日本物理学会第54回年会予稿集. 3. 690-690 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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