運動制御と学習およびその柔軟性にかかわる小脳情報処理機構に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15K16086
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生命・健康・医療情報学
• 研究機関: 中部大学
• 研究代表者: 稲垣 圭一郎 中部大学, 工学部, 講師 (10568942)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 眼球運動 / 前庭系 / 小脳 / 運動学習 / 大規模シミュレーション / 前庭動眼反射 / モデルシミュレーション / 前庭 / モデルんシミュレーション / 空間定位 / 自己運動感覚

研究成果の概要

前庭動眼反射(VOR)は，小脳が関与する運動学習のモデルシステムとして古くから研究されている．VORの運動学習では，頭部運動刺激の方向を区別して異なるパフォーマンスを獲得できることが報告されている．こうした文脈に依存したVOR運動学習は，柔軟な小脳運動学習を実現する神経機構を探る上で格好のパラダイムと考えられている．本研究では，小脳両半球構造を詳細に記述した数理モデルによるシミュレーションにより，こうした頭部運動方向選択的なVOR運動学習を実現する柔軟な小脳の情報処理メカニズムを評価した．

研究成果

• [雑誌論文] Computational theory underlying acute vestibulo-ocular reflex motor learning with cerebellar long-term depression and long-term potentiation (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Inagaki, Y. Hirata
  • 雑誌名: The Cerebellum 巻: vol.17 号: 4 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1007/s12311-017-0857-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bilateral cerebellar spiking neural network model to simulate motor learning of the vetibuloocular reflex (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Inagaki, Y. Hirata
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: vol. 9950 ページ: 252-258
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 小脳両半球構造を陽に記述した人工小脳による前庭動眼反射運動学習シミュレーション (2016)
  • 著者名/発表者名: 稲垣圭一郎,平田豊
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: vol.116 ページ: 85-90
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 並進・傾き運動識別の曖昧性を解決する小脳神経回路モデル (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯田祥貴，稲垣圭一郎，平田 豊
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: vol.115, no514 ページ: 155-160
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 眼球運動神経積分器を構成する両側性神経回路における同側フィードバックと対側抑制機構の役割評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲垣圭一郎，平田豊
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: vol.115, no.111 ページ: 63-68
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Different roles for ipsilateral positive feedback and commissural inhibitory networks in oculomotor velocity to position neural integration (2015)
  • 著者名/発表者名: K Inagaki, Y Hirata
  • 雑誌名: BMC Neuroscience 巻: 16 号: S1 ページ: 100-100
  • DOI: 10.1186/1471-2202-16-s1-p100
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Evaluation of roles of cerebellar Golgi and basket/stellate cells in the vestibuloocular reflex motor learning: a computational study (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Inagaki, Yutaka Hirata
  • 学会等名: Society for Neuroscience Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, US
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] 小脳両半球構造を陽に記述した人工小脳による前庭動眼反射運動学習シミュレーション (2016)
  • 著者名/発表者名: 稲垣圭一郎，平田 豊
  • 学会等名: ヒューマン情報処理研究会
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム（奈良市、奈良県）
  • 年月日: 2016-09-27
• [学会発表] Cerebellar neural network model for resolving tilt-translation ambiguity (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Inagaki, Y. Iida, T. Yakusheva, P.M. Blazquez, Y. Hirata
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] 小脳における並進運動と傾き運動の識別メカニズムの考察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 稲垣圭一郎，飯田祥貴，平田 豊
  • 学会等名: 人工知能学会全国大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県、北九州市）
  • 年月日: 2016-06-06
• [学会発表] 並進・傾き運動識別の曖昧性を解決する小脳神経回路モデル (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯田祥貴，稲垣圭一郎，平田 豊
  • 学会等名: ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 玉川大学
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Development of an on-line simulation platform for neuroscience research, 8th INCF Congress of Neuroinformatics (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeno, T. Yamazaki, Y. Kamiyama, A. Ishihara, K. Inagaki, Y. Hirata, Y. Okumura, T. Kannon, S. Satoh, H. Wagatsuma, Y. Asai, Y. Yamaguchi, S. Usui
  • 学会等名: Neuroinformatics 2015
  • 発表場所: Cairns, Austlalia
  • 年月日: 2015-08-20
  • 国際学会
• [学会発表] A model based theory for the oculomotor velocity to position neural integration (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Inagaki, Y. Hirata
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: Kobe，JAPAN
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会
• [学会発表] Different roles for ipsilateral positive feed back and commissural inhibitory networks in oculomotor velocity to position neural integration (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Inagaki, Y. Hirata
  • 学会等名: Annual Computational Neuroscience Meeting
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2015-07-18
  • 国際学会
• [学会発表] 眼球運動神経積分器を構成する両側性神経回路における同側フィードバックと対側抑制機構の役割評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲垣圭一郎，平田豊
  • 学会等名: ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学
  • 年月日: 2015-06-23
• [学会発表] 大規模数理モデル構築を目的とした共有モデル開発プラットフォーム：PLATO と 視覚情報処理解析への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲垣圭一郎，観音隆幸，神山斉己，石原彰人，臼井支朗
  • 学会等名: 第54回生体医工学会大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-05-07