神経ネットワークが創発する集団ダイナミクスのモデリング

• 研究課題/領域番号: 24540418
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 宮川 賢治 福岡大学, 理学部, 教授 (30037296)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: ネットワーク / 可塑的結合 / 集団ダイナミクス / 自励振動反応 / 自己組織化 / 非平衡

研究成果の概要

創製した自律振動素子の間の結合様式を変え得る神経ネットワークモデルを構築した。素子の位相差に依存した可塑的結合系では，時間発展規則に応じて種々のクラスター状態が見出された。結合の対称性を制御できる系では，集団リズムの揺らぎはシステムサイズや結合の対称性に強く依存することが示された。揺らぎを加えた興奮性の可塑性結合系では，拡散結合に比べて小さなノイズ強度でコヒーレンス共鳴が起きること，高いコヒーレンスの誘起には，全結合数の数分の1程度の結合で十分であること（スモールワールド性）が見出された。

研究成果

• [雑誌論文] Coherence Resonance of Small World Networks with Adaptive Coupling (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Miyakawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 84
  • NAID: 40020491156
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 光双安定系における論理的確率共鳴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川大樹，西山明子，御園雅俊, 宮川賢治
  • 雑誌名: 福岡大学理学集報 巻: 44 ページ: 1-10
  • NAID: 110009759062
• [雑誌論文] Cluster Synchronization in a Chemical Oscillator Network with Adaptive Coupling (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Miyakawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 号: 3 ページ: 340051-340056
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.034005
  • NAID: 210000132452
  • 査読あり
• [雑誌論文] External synchronization of oscillating pulse edge on a transmission line with regularly spaced tunnel diodes (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Narahara
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 87 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreve.87.012902
  • 査読あり
• [雑誌論文] ノイズが誘起する新しいチュ－リング不安定性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本文隆
  • 雑誌名: 福岡大学理学集報 巻: 42 ページ: 9-14
• [学会発表] 疎水的反応場で現れる交差する化学波 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂本文隆，宮川賢治
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] 局在したチューリングパターン (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂本文隆，宮川賢治
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] Localized Patterns of Oxidized and Reduced Spots in the Belousov-Zhabotinsky Reaction incorporated into a Microemulsion (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumitaka Sakamoto, Kenji Miyakawa
  • 学会等名: The IUMRS International Conference in Asia 2014
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2014-08-26
• [学会発表] ノイズ環境下における非対称に結合した化学振動子の同期現象
  • 著者名/発表者名: 岡野太治、宮下裕也、宮川賢治
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] 雑音で動作する光論理素子
  • 著者名/発表者名: 石川大樹、 西山明子、 御園雅俊、 宮川賢治
  • 学会等名: 第119回日本物理学会九州支部例会
  • 発表場所: 久留米工業大学
• [学会発表] 非対称結合を持つ化学振動子系の集団ゆらぎ
  • 著者名/発表者名: 宮下裕也、岡野太治、坂本文隆、宮川賢治
  • 学会等名: 第119回日本物理学会九州支部例会
  • 発表場所: 久留米工業大学
• [学会発表] 光制御された反応場で現れる新奇な定常パターン
  • 著者名/発表者名: 坂本文隆，宮川賢治
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 反応拡散系で出現する３安定状態
  • 著者名/発表者名: 坂本文隆
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 橫浜国立大学
• [学会発表] 化学反応を内包する液滴の同期現象
  • 著者名/発表者名: 坂本文隆
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 橫浜国立大学
• [学会発表] 光論理素子における確率共鳴
  • 著者名/発表者名: 石川大樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 橫浜国立大学
• [学会発表] 光論理素子における確率共鳴II
  • 著者名/発表者名: 石川大樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学