脳の自己組織化:記憶・連想・抽象化のループ回路的実現

• 研究課題/領域番号: 21656100
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: システム工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 田村 進一 大阪大学, その他部局等, 名誉教授 (30029540)
• 連携研究者: 水野・松本 由子 兵庫県立大学, 大学院・応用情報科学研究科, 教授 (80331693)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,340千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2009年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 脳情報処理 / 記憶 / 連想 / 学習 / ループ回路 / シミュレーション / 神経回路網 / 誤差逆伝播アルゴリズム / 回路の転写 / 人工知能 / 脳内表現 / 疑似ランダム系列 / 通信

研究概要

我々は time-shift 図法を開発し,頭表脳波・皮質脳波,MEG からの脳波伝播解析を世界に先駆けて行った。そこでは,様々な情報が同時並行的に脳内各部に順次伝達される状態が可視化された。そこで我々は,脳構成論の立場から,記憶の基本はループ回路であると仮説を立て,脳内記憶ループ回路モデルに関するシミュレーションを行い,ループ回路へのバックプロパゲーション学習の適用などを行った結果, time-shift 図を説明できるような通信機能の自己組織化が物理的に実現可能であることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Random Bin for Analyzing Neuron Spike Trains (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Tamura, Y.Mizuno(Matsumoto),et al.
  • 雑誌名: Computational Intelligence and Neuroscience ページ: 1-11
• [雑誌論文] Detection of M-sequence in Neuronal Networks (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Nishitani,Y.Mizuno(Matsumoto),S.Tamura et al.
  • 雑誌名: Computational Intelligence and Neuroscience ページ: 1-9
• [雑誌論文] Why people play: Artificial lives acquiring play-instinct to stabilize productivity (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tamura, S. Inabayashi, W. Hayakawa, T. Yokouchi,H. Mitsumoto, H. Taketani
  • 雑誌名: Computational Intelligence and Neuroscience 巻: vol. 2012, Article ID 197262 ページ: 8-8
  • DOI: 10.1155/2012/197262
• [雑誌論文] Editorial:Computational Intelligence in Biomedical Science and Engineering (2012)
  • 著者名/発表者名: Yen-Wei Chen, I. Nishikawa, S.Tamura, Bao-Liang Lu, and Huiyan Jiang
  • 雑誌名: Computational Intelligence and Neuroscience 巻: Volume 2012 (2012), Article ID 160356 ページ: 2-2
  • DOI: 10.1155/2012/160356
• [学会発表] M-sequence from neural circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Tamura, Y.Mizuno(Matsumoto) et al.
  • 学会等名: 電子情報通信学会医用画像研究会,Medical Imaging Forum 2012
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2012-01-19
• [学会発表] Pseudo random sequences from neural circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tamura, Y. Nishitani, C. Hosokawa, Y. Mizuno-Matsumoto, T. Kamimura, Y-W. Chen, T. Miyoshi, and H. Sawai
  • 学会等名: IFMIA 2012
  • 発表場所: Daejeon
• [学会発表] M-sequence family from cultured neural circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tamura, Y. Nishitani, C. Hosokawa, Y. Mizuno-Matsumoto, T. Kamimura, Y -W. Chen, T. Miyoshi, and H. Sawai
  • 学会等名: The 3rd Int'l Workshop on Computational Intelligence for Bio-Medical Science and Engineering (CIMSE-2012)
  • 発表場所: Taipei
• [学会発表] ループ型脳内通信回路モデルにおけるM系列の出現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上村 拓矢,八木 康史,陳 延偉, 田村 進一
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
• [学会発表] 培養神経細胞からの M 系列検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西谷陽志,細川千絵,水野(松本)由子,三好智満,澤井元,田村進一
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 草津
• [学会発表] M-sequences from neural loop circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Tamura
  • 学会等名: 電子情報通信学会医用画像研究会24，Medeical Imaging Forum 2012
  • 発表場所: 沖縄
• [学会発表] Leaning of Loop Neural Circuit for Memory (2011)
  • 著者名/発表者名: T.kamimura,Y.Mizuno(Matsumoto),S.Tamura et al.
  • 学会等名: CIMSE2011, ICCIT2011
  • 発表場所: Jeju Korea
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] 脳の情報記憶と情報伝送を探る ～よりグローバルな記憶モデル構築を目指して～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 西谷陽志, 田村進一
  • 学会等名: グローバル経営学会第2回シンポジウム
  • 発表場所: 大阪工業大学
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] ループ回路仮説に基づく脳神経回路の読み出しパターン解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西谷陽志,細川千絵,田村進一
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会・MEとバイオサイバネティックス研究会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 疑似ランダム系列に基づく脳情報通信 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上村拓矢,陳 延偉,八木康史,田村進一
  • 学会等名: 電子情報通信学会医用画像研究会
  • 発表場所: 那覇
• [学会発表] Learning of Loop Circuit for Memory (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kamimura
  • 学会等名: CIMSE2011,ICCIT2011
  • 発表場所: Jeju Korea
• [学会発表] 脳の情報記憶と情報伝送を探る～よりグローバルな記憶モデル構築を目指して～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 西谷陽志
  • 学会等名: グローバル経営学会第2回シンポジウム「グローバル経営とグローバル人材」
  • 発表場所: 大阪工業大学
• [学会発表] ループ回路仮説に基づく脳神経回路の読み出しパターン解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西谷陽志
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会・MEとバイオサイバネティックス研究会
  • 発表場所: 玉川大学(東京都)
• [学会発表] Neural Loop Circuit Memory and Planning Experiment for Writing-in at Cerebral Cortex by Coded Pulse Sequence (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Nakamura, T. Kamimura, K. Yoneda, T. Miyoshi, H. Sawai, Y .Mizuno-Matsumoto, Yen-Wei Chen, S.Tamura
  • 学会等名: World Automation Congress (WAC 2010), IFMIP-SS07-2
  • 発表場所: Kobe
• [学会発表] Towards unified principle of communication, memory, association, and abstraction in brain by pseudo random sequence (2010)
  • 著者名/発表者名: 米田和代,上村拓矢,中村和起,陳延偉, 水野(松本)由子,三好智満,澤井元,田村進一
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム 2010(JBMES2010),1-8-1
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 疑似ランダム系列による脳内通信と記憶転写シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 上村拓矢, 水野(松本)由子, 田村進一
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム 2010(JBMES2010),1-8-2
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] InformationCommunication in Brain based on Memory Loop Neural Circuit (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kamimura,Y. Mizuno(Matsumoto),S.Tamura et al.
  • 学会等名: ICIS2010 & SEDM2010 (appears in IEEE Xplore)
  • 発表場所: Chengdu
• [学会発表] 脳time-shift図と通信戦略-記憶ループと遠隔転写- (2010)
  • 著者名/発表者名: 上村拓矢、中村和起、米田和代、陳延偉、水野(松本)由子、三好智満、澤井元、田村 進一
  • 学会等名: 電子情報通信学会医用画像研究会
• [学会発表] Neural Loop Circuit Memory and Planning Experiment for Writing-in at Cerebral Cortex by Coded Pulse Sequence (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Nakamura
  • 学会等名: World Automation Congress (WAC 2010), IFMIP-SS07-2
  • 発表場所: 神戸国際交流会館(兵庫県)
• [学会発表] Towards unified principle of communication, memory, association, and abstraction in brain by pseudo random sequence (2010)
  • 著者名/発表者名: 米田和代
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム2010(JBMES2010)
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
• [学会発表] 疑似ランダム系列による脳内通信と記憶転写シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 上村拓矢
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム2010(JBMES2010)
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
• [学会発表] Information Communication in Brain based on Memory Loop Neural Circuit (2010)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kamimura
  • 学会等名: ICIS2010 & SEDM2010 (appears in IEEE Xplore)
  • 発表場所: Chengdu, China
• [学会発表] 脳time-shift図と通信戦略:記憶ループと遠隔転写 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上村拓也, 中村和起, 米田和代, 陳延偉, 水野(松本)由子, 三好智満, 澤井元, 田村進一
  • 学会等名: 電子情報通信学会医用画像研究会
  • 発表場所: 那覇市
• [学会発表] Neural loop circuit memory and planning experiment for writing-in at cerebral cortex by coded pulse sequence (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Nakamura, Takuya Kamimura, Kazuyo Yoneda, Tomomitsu Miyoshi, Hajime Sawai, Yuko Mizuno-Matsumoto, Yen-Wei Chen, Shinichi Tamura
  • 学会等名: IFMIP2010/WAC2010
  • 発表場所: 神戸市
• [学会発表] Association and abstraction on neural circuit loop and coding. (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Tamura, Y.Mizuno-Matsumoto, Y., Chen, Y.-W., and K.Nakamura
  • 学会等名: 5th Int'l Conf. Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing (IIHMSP2009) A10-07(No.546)
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Mental Rotation by neural Network (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Sasama, H. Mitsumoto, K.Yoneda, and S. Tamura
  • 学会等名: IIHMSP2009
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Association and abstraction on neural circuit loop and coding (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Tamura, Yuko Mizuno-Matsumoto, Yen-Wei Chen, Kazuki Nakamura
  • 学会等名: IIHMSP2009
  • 発表場所: 京都市