| 研究課題/領域番号 |
17K07050
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
神経生理学・神経科学一般
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
田中 繁 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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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 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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| 研究成果の概要 |
活動依存の自己組織化によって形成された膝状体-視覚野入力を用いて、視覚野のスパイキングニューロンネットワークを構成し、視覚刺激に対するニューロンの動的反応のシミュレーションを実行した。その結果、モデル視覚野は、皮質内抑制作用によって各瞬間にはスパースにしか発火しないことが確認された。そこで、各ニューロンの受容野関数を基底関数とし、ニューロンの発火パターンから刺激の時空間パターンのデコードを試みたところ、完全ではないが入力に用いた動く縞模様がデコードできた。このことから、自己組織化された視覚野には、静的な視覚刺激だけではなく、動的な視覚刺激をもデコード可能な形で表現する能力を持つことが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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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