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空間認知および時間認知の神経回路モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20020012
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

篠本 滋  京都大学, 理学研究科, 准教授 (60187383)

研究分担者 小林 亮太  立命館大学, 情報理工学部, 助教 (70549237)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
2009年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2008年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード空間コーディング / 時間コーディング / 神経スパイク統計 / 脳シミュレータ / 神経スパイクモデル / スパイク予測
研究概要

時間や空間についての認知が脳内でどのような神経過程で行われているかについて実験的,理論的研究を行っているが,平成21年度は,これら当初とは異なる方向に大きな発展があり,特に以下の3件について成果が出た.(1)脳内スパイク信号の不規則性パターンが大脳皮質領野によって異なり,それが運動,感覚,連合などの機能と強く相関していることが明らかになった.神経スパイク信号の不規則性のもつ機能的意義については,未だわかっておらず,今後は神経コーディングの大きなテーマになっていくものと期待している.(2)神経細胞のスパイク生成を定量的にモデル化することに成功した.これまでも神経データ予測の国際コンペティションでは優勝を果たしてきたが,本年度も我々のグループからコンペティションに応募した小林亮太氏(昨年度博士課程3年,今年度より立命館大学助教)が総合優勝を果たしINCF Awardを受賞した.今後も新しいモデルを開発してさらに推定精度を高める方向で検討している.(3)神経スパイク時系列のレート推定においてよく用いられるカーネル法のカーネルバンド幅を最適化する理論を確立し,そのための最適化アルゴリズムを提案した.採用した最適化の基準は,データが生成される背後のレートと推定カーネルの二乗誤差を最小化するというものである.ここでは背後のレートはわからなくても,データが時間変動ポアソン過程から生成されたという仮定によってデータのみから二乗誤差を最小化するアルゴリズムを作成することができた.ここで仮定したポアソン性は,繰り返した試行数が多ければ多いほど近似度がよいと期待される現実性のあるものである.

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Made-to-order spiking neuron model equipped with a multi-timescale adaptive threshold.2009

    • 著者名/発表者名
      R.Kobayashi, Y.Tsubo, S.Shinomoto
    • 雑誌名

      Frontiers in Computational Neuroscience 3

      ページ: 9-9

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relating neuronal firing patterns to functional differentiation of cerebral cortex.2009

    • 著者名/発表者名
      S.Shinomoto, H.Kim, T.Shimokawa, et al.
    • 雑誌名

      PLoS Computational Biology 5

    • NAID

      120003780186

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimating instantaneous irregularity of neuronal firing.2009

    • 著者名/発表者名
      T.Shimokawa, S.Shinomoto
    • 雑誌名

      Neural Computation 21

      ページ: 1931-1951

    • NAID

      120001629978

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A benchmark test for a-quantitative assessment of simple neuron models2008

    • 著者名/発表者名
      R. Jolivet, R. Kobayashi, A. Rauch, R. Naud, S. Shinomoto and
    • 雑誌名

      J. Neurosci. Methods 169

      ページ: 417-424

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can distributed delays perfectly stabilize dynamical networks?2008

    • 著者名/発表者名
      T. Omi and S. Shinomoto
    • 雑誌名

      Physical Review E 77

      ページ: 46214-46214

    • NAID

      120003018623

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Made-to-order spiking neuron model for any cortical neurons2009

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Shinomoto
    • 学会等名
      Neural Coding 2009 International Workshop
    • 発表場所
      Tainan(台湾)
    • 年月日
      2009-05-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 脳科学のテーブル2008

    • 著者名/発表者名
      外山敬介・甘利俊一・篠本滋
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      京都大学学術出版会
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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