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心的過程の神経機構に基づく動的情報検索アルゴリズムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20500279
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体生命情報学
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

岡本 洋  独立行政法人理化学研究所, 脳回路機能理論研究チーム, 客員研究員 (00374067)

研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2009年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2008年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード脳型記憶想起 / 時間積分 / 複雑ネットワーク / 時系列想起 / ベイズ推定 / ニューラルネットワーク / ヒステリシス / 確率過程 / 時系列 / 隣接行列 / 記憶想起 / 引用ネットワーク / 連続アトラクター / 揺らぎ / 準安定 / ベイズ / 経路積分 / 双安定 / 漸次的持続活性
研究概要

本研究は、心的過程の神経機構、すなわち、脳が手掛かり依存的に時系列を生成する仕組みをモデル化し、それに基づいて情報を時間的・空間的に構造化して抽出するアルゴリズムを構築することを目的として開始された。先ず、単一ニューロンあるいはニューロン集団(ユニット)に多重ヒステリシス特性を仮定することにより、これらのユニットをノードとするネットワーク上に、初期状態に連続的に依存するアトラクター(連続アトラクター)として表される神経活動パターンを生成できることを示した。次に、単一の多重ヒステリシスユニットが完全積分器として機能することを見出した。以上の結果は、研究開始にあたって立てた仮説「心的過程、すなわち、神経活動の手掛かり依存的な時空間パターンの生成の仕組みは、連続アトラクター力学により記述される」を支持する。さらに、連続アトラクター力学を用いて実世界における様々な複雑ネットワークから手掛かり依存的に時系列を読み出せること、この読み出しがベイズ推定として定式化できることを示した。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Topic-Dependent Document Ranking : Citation Network Analysis by Analogy to Memory Retrieval in the Brain.2011

    • 著者名/発表者名
      Okamoto H.
    • 雑誌名

      LNCS 6791

      ページ: 371-378

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Recurrent network models for perfect temporal integration of fluctuating correlated inputs.2009

    • 著者名/発表者名
      Okamoto H., Fukai T.
    • 雑誌名

      PLoS Computational Biology Vol.5

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Information extraction by neural-network dynamics with multi-hysteretic neurons.2009

    • 著者名/発表者名
      Tsuboshita Y., Okamoto H.
    • 雑誌名

      Neural Networks Vol.22

      ページ: 922-930

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Recurrent network models for perfect temporal integration of fluctuating correlated inputs2009

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, H., Fukai, T.
    • 雑誌名

      PLoS Computational Biology 5

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Information extraction by neural-network dynamics with multi-hysteretic neurons2009

    • 著者名/発表者名
      Tsuboshita, Y., Okamoto, H.
    • 雑誌名

      Neural Networks 22

      ページ: 922-930

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 大規模複雑ネットワークからのトピックに依存したコミュニティ抽出:遺伝子制御・タンパク相互作用ネットワークへの適用および創薬における標的探索2011

    • 著者名/発表者名
      岡本洋・園田隆志
    • 学会等名
      第7回ネットワーク生態学シンポジウム
    • 発表場所
      山形市
    • 年月日
      2011-03-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Neural basis of Hick's law : the hallmark of psychological timing of multi-alternative decision2011

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, H., Fukai, T.
    • 学会等名
      8th Computational and System Neuroscience Meeting (COSYNE 2010)
    • 発表場所
      Salt Lake City, UT
    • 年月日
      2011-02-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Neural basis of Hick's law : the hallmark of psychological timing of multi-alternative decision.2011

    • 著者名/発表者名
      Okamoto H., Fukai T.
    • 学会等名
      Computational and System Neuroscience (COSYNE) 2011.
    • 発表場所
      Salt Lake City (UT)
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 手掛かり依存的な時系列記憶想起を実現する神経機構のモデル2010

    • 著者名/発表者名
      岡本洋・深井朋樹
    • 学会等名
      第33回日本神経科学大会(Neuro2010)
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2010-09-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 脳における記憶想起とのアナロジーによる大規模複雑ネットワークからの情報抽出2010

    • 著者名/発表者名
      岡本洋
    • 学会等名
      人工知能学会 第78回 人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2010-07-31
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] トピックに依存した文書ランキング2010

    • 著者名/発表者名
      岡本洋・坪下幸寛・園田隆志
    • 学会等名
      2010年度人工知能学会全国大会(第24回)
    • 発表場所
      長崎市
    • 年月日
      2010-06-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] トピックに依存した論文ランキング:学術論文引用ネットワーク分析2009

    • 著者名/発表者名
      岡本洋・坪下幸寛・園田隆志
    • 学会等名
      第6回情報プロフェッショナルシンポジウム
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京)
    • 年月日
      2009-10-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Statistical properties of response times associated with perfect temporal integration of correlated fluctuating inputs.2008

    • 著者名/発表者名
      Okamoto H., Fukai T.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 37-th Annual Meeting.
    • 発表場所
      Washington, DC (USA)
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Perfect temporal integration of fluctuating inputs by a recurrent network of cortical neurons.2008

    • 著者名/発表者名
      Okamoto H., Fukai T.
    • 学会等名
      Dynamical Neuroscience XVI : Neuronal Variability and Its Functional Significance.
    • 発表場所
      Washington, DC (USA)
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Statistical properties of response times associated with perfect temporal integration of correlated fluctuating inputs2008

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, H., Fukai, T.
    • 学会等名
      Neuroscience 2008
    • 発表場所
      Washington, DC
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Perfect temporal integration of fluctuating inputs by a recurrent network of cortical neurons2008

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, H., Fukai, T.
    • 学会等名
      Dynamical Neuroscience XVI : Neuronal Variability and Its Functional Significance
    • 発表場所
      Washington, DC
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 心的過程の神経機構:スパイク統計性に対する理論からの予言と検証2008

    • 著者名/発表者名
      岡本洋, 深井朋樹
    • 学会等名
      生理学研究所研究会:理論と実験の融合による神経回路機能の統合的理解(2)
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎カンファレンスセンター
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 特許引用ネットワーク分析2008

    • 著者名/発表者名
      岡本洋, 坪下幸寛
    • 学会等名
      第27回日本シミュレーション学会大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 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: 2016-04-21  

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