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感覚運動連関におけるバイアスを利用したミクロスコピックな確率的情報処理の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K12165
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61040:ソフトコンピューティング関連
研究機関立命館大学

研究代表者

坪 泰宏  立命館大学, 情報理工学部, 准教授 (40384721)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード脳・神経 / 神経科学 / 情報工学 / 生体生命情報学 / 事象関連電位 / 確率型情報処理 / 低エネルギー / バイアス / 脳神経科学 / タッピング / 確率的情報処理 / 局所回路
研究開始時の研究の概要

本研究課題では,人間の行動レベルのバイアスを参考にして,神経回路レベルのモジュールのダイナミクスや入出力関係が満たすべき条件を,確率的情報処理の視点から記述することを目指します.手がかりとして周期的感覚刺激に対するタッピング運動における誤差に着目し,これまで機能として否定的に理解されてきた心理物理学的・認知科学的によく知られた機械的な情報処理と人間の行動レベルの情報処理のズレ(バイアス)を,新しい神経回路の機能を探るヒントとして,理論神経科学的な観点から調べ直すことにより神経回路における制約条件を提案することを目指します.

研究成果の概要

持続可能な社会の実現のために,低エネルギー型情報処理装置の代表である脳を模倣した新しい計算原理の解明が求められている.本研究課題では,人間の情報処理と機械学習の違いの一つである周期的感覚刺激に対するタッピング運動における誤差に着目し,その統計的性質と脳活動との関係を計測し,また関連脳領野の神経回路構造を調べることで,その誤差を再現するような確率型神経回路モデルの構築に必要な要件を調査した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで脳を模倣した新しい計算原理の探索が様々なアプローチで行われてきたが,脳の低エネルギー性を生かすような確率型情報処理様式の解明には至らなかった.本研究課題では,確率型情報処理の足がかりとなる,最適化を用いない新しい数理モデルを考察し,その数理モデルの改良の評価方法としてのタッピング誤差分布,内部状態分布を与えたことで,今後の脳型確率情報処理様式の解明に向けた研究の前進に貢献した.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] スパイキングリザバーネットワークにおけるスパイク遅延の効果2021

    • 著者名/発表者名
      田村颯樹・坪 泰宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effect of irregular stimulus presentation on periodic tapping2020

    • 著者名/発表者名
      Jun Misawa, Yasuhiro Tsubo
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Monaural and Binaural Beat Stimulation on EEG Power and Stroop Task Performance2020

    • 著者名/発表者名
      Yumi Fukuzawa, Hideaki Kondo, Yasuhiro Tsubo
    • 学会等名
      2020 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2020, IEICE)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 方位選択性マップの構造と機能の動物種差2020

    • 著者名/発表者名
      森川翔太郎,坪泰宏
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 逆ストループ効果における中間色が脳波に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      任柏儒,坪泰宏
    • 学会等名
      2019年度第5回電子情報通信学会ヒューマン情報処理研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳波計測における個人差と課題差が脳波に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      瀧下冬馬,坪泰宏
    • 学会等名
      2019年度第2回電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アンカリング効果における繰り返し提示の影響2019

    • 著者名/発表者名
      高道悠斗,坪泰宏
    • 学会等名
      2019年度第2回電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 提示間隔の不確定性が同期タッピングと事象関連電位に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      三澤準,坪泰宏
    • 学会等名
      2019年度第2回電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 神経情報システム研究室Webページ

    • URL

      http://www.nips.ci.ritsumei.ac.jp

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 定量化方法、演算装置、及び、コンピュータプログラム2019

    • 発明者名
      坪泰宏,任柏儒,篠田博之
    • 権利者名
      学校法人 立命館
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-191739
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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