• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

外部環境の因果関係を学習し行動するための神経メカニズムのモデル

研究課題

研究課題/領域番号 18047014
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

青柳 富誌生  京都大学, 情報学研究科, 講師 (90252486)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
2007年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2006年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
キーワード神経科学 / 脳・神経 / 情報工学 / 数理モデル / 同期 / 力学系 / アトラクター / ベイズ統計
研究概要

本研究では、脳が環境に適用していくメカニズムに絡んで、発火タイミングが重要であるとの観点で神経ネットワークの数理モデルを構成した。この際に問題となるのは、現実の神経系は単体の神経細胞であっても膜電位、複数のイオン等が複雑に相互作用している非線形力学系と見なせ、しばしばダイナミクスの本質を捉えるのが困難であり、結果としてネットワークレベルの本質的な現象の理解の障壁になっている点である。しかしながら、近年の非線形力学理論の発展により、複雑な力学系から本質を捉えた簡単な力学系へ自由度を逓減する幾つかの弱非線形解析の理論(位相振動子解析など)が提唱されている。この手法を用いて、ニューロンのダイナミクスに関してより簡単で解析可能な力学系に簡略化することで、発火タイミングが重要である神経系のネットワークの性質を理論的に解析した。具体的には、(1)位相ダイナミクス解析を用い、位相応答曲線によるニューロンの同期特性の解析を行う。(2)大規模な数値計算を行い理論の検証や解析が困難な場合のネットワークの性質を詳しく調査した。(3)現代的な統計学の手法(カーネル法やベイズ推定など)を用いて、マルチユニットから得られた発火パターンの情報表現を調べた。たとえば同期発火が行動発現に関わっていれば、通常は平均発火率を重視し、同期発火は行動遷移に関わっているとして情報をデコードすると効率的である。この点を、現代的な統計学を援用することで、実際のマルチユニットデータを解析することで予備的検証も行った.更に、基板上に培養した神経細胞のデータを解析することで、神経ネットワークの形成過程の様子を解析し、環境との相互作用と観点から研究を開始した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件)

  • [雑誌論文] Analysis of multi-neuronal activities by means of a kernel method2007

    • 著者名/発表者名
      Masaki Nomura, Yoshio Sakurai and Toshio Aoyagi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics 19

      ページ: 364-368

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchrony-induced switching behavior of spike-pattern attractors created by spike-timing dependent plasticity2007

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Aoki and Toshio Aoyagi
    • 雑誌名

      Neural Computation 19

      ページ: 2720-2738

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchronous and asynchronous bursting states: role of intrinsic neural dynamics2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Takekawa, Toshio Aoyagi, Tomoki Fukai
    • 雑誌名

      Journal of Computational Neuroscience 23

      ページ: 189-200

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchrony-induced attractor transition in cortical neural networks organized by spike-timing dependent2007

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Aoki and Toshio Aoyagi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics 19

      ページ: 409-415

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Organizing maps with Asymmetric Neighborhood function2007

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Aoki and Toshio Aoyagi
    • 雑誌名

      Neural Computation 19

      ページ: 2525-2535

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Possible Role of Incoming Spike Synchrony in Associative Memory Model with STDP Learning rule.2006

    • 著者名/発表者名
      Aoki, T., Aoyagi, T.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics Supplement 161

      ページ: 152-155

    • NAID

      110004729416

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase analysis of inhibitory neurons involved in the thalamocortical loop.2006

    • 著者名/発表者名
      Nomura, M., Tanaka, T., Kaneko, T., Aoyagi, T.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics Supplement 161

      ページ: 310-313

    • NAID

      110004729453

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Synchronization properties on slow oscillatory activity in a cortex network model.2006

    • 著者名/発表者名
      Takekawa, T., Aoyagi, T., Fukai, T.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics Supplement 161

      ページ: 356-359

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi