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Experimental and theoretical investigation of Bayesian inference across multiple layers in somatosensory cortex

研究課題

研究課題/領域番号 19K20348
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61030:知能情報学関連
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

LI Yuzhe  沖縄科学技術大学院大学, 神経計算ユニット, スタッフサイエンティスト (30815436)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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Bayesian inference / Decision making / Uncertainty / Cortical layers / Calcium imaging / functional connectivity / dimensionality reduction / metastate / cortical layers / prism lens / calcium imaging / factor analysis / Bayesian PCA / transfer entropy / multiple cortical layers / clustering / somatosensory cortex / active lever / operant conditioning
研究開始時の研究の概要

Bayesian brain theory explains a wide range of sensorimotor behaviors. It hypothesizes that actions are guided by experience and sensory evidence. This project aims to investigate the neural mechanisms of Bayesian-like behaviors on the basis of the multi-layer structure of the cortical cortex.

研究成果の概要

このプロジェクトでは、不確実な環境下での動物の意思決定と異なる皮質層の神経活動の関係を調査します。そのために、マウスを対象にレバー操作タスクを設計し、プリズムレンズを皮質に埋め込んで同時に複数の層のカルシウムイメージングデータを取得しました。ノイズの多いデータを解析するため、次元削減にデュアルARD手法を開発し、デコーディングとエンコーディングにも活用しました。さらに、異なる層のニューロン間の時間的・空間的な接続パターンを探索しました。現在はベイズモデルを用いて神経活動を分析中です。開発した手法を統合し、異なる皮質層間での意思決定プロセスについて貴重な洞察を得ることを期待しています。

研究成果の学術的意義や社会的意義

The exploration of neural activity patterns across cortical layers provides insights into how different layers of the brain communicate and organize information. Understanding how decision-making occurs at the neural level will deepen our understanding of human behavior, cognition, and perception.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Neural connectivity among different layers changes at different brain states2023

    • 著者名/発表者名
      Yuzhe Li, Kenji Doya
    • 学会等名
      Workshop on Mechanism of Brain and Mind
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Dual Bayesian PCA for Factor Analysis on Calcium imaging data2022

    • 著者名/発表者名
      Yuzhe Li, Kenji Doya
    • 学会等名
      The 45th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society (Neuron2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of information flow and temporal-spatial organization of neurons across cortical layers from multi-depth two-photon imaging data.2021

    • 著者名/発表者名
      Yuzhe Li
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society / The 1st CJK International Meeting.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of temporal and spatial origination of neural network in sensory cortex2020

    • 著者名/発表者名
      Yuzhe Li
    • 学会等名
      The 30th Annual Conference of Japanese Neural Network Society
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neuron hubs distributed differently in deep layers and superficial layers in different brain states. The 1st Asia-Pacific Computational and Cognitive Neuroscience Conference2020

    • 著者名/発表者名
      Yuzhe Li
    • 学会等名
      The 1st Asia-Pacific Computational and Cognitive Neuroscience Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extracting information flow across cortical layers from multi-depth two-photon imaging data2020

    • 著者名/発表者名
      Yuzhe Li
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会-講演論文集
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of information flow and temporal-spatial organization of neurons across cortical layers from multi-depth two-photon imaging data2020

    • 著者名/発表者名
      Yuzhe Li
    • 学会等名
      データ駆動生物学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of temporal and spatial origination of neural network in sensory cortex2020

    • 著者名/発表者名
      Yuzhe Li
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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