低電力駆動確率演算素子としての神経細胞の作動原理の解明

• 研究課題/領域番号: 26330288
• 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: ソフトコンピューティング
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 坪 泰宏 立命館大学, 情報理工学部, 准教授 (40384721)
• 連携研究者: 礒村 宜和 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (00415077)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014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: 脳・神経 / 神経科学 / 情報工学 / 生体生命情報学 / ソフトコンピューティング

研究成果の概要

従来のコンピュータシステムと相補的な計算システムを構築することを目指し，脳神経システムの特に確率性に着目した汎用情報処理様式の構築の検討を試みた．活動中の脳神経活動の観察から得られた情報処理原理である制約付エントロピー最大化原理を，神経細胞のような確率的パルス間隔素子とは異なる，一般的な確率的素子に適用できるように拡張した．また神経細胞のネットワークを構築して，数値シミュレーションにより，そのネットワークの発火活動を解析することで，双方向結合度や三角モチーフ数などのネットワークの局所的構造の統計的性質によって，ネットワークの出力時系列の統計的性質が受ける影響を明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Similarity in neuronal firing regimes across mammalian species (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Mochizuki, ..., Ichiro Fujita, et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 36 号: 21 ページ: 5736-5747
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0230-16.2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ノイズを受けた振動子ネットワークの部分的秩序変数 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坪 泰宏
  • 学会等名: 電子情報通信学会2016年度第3回複雑コミュニケーションサイエンス研究会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-11-04
• [学会発表] Touchscreen-based visual temporal discrimination task in the behaving mouse by the constant method (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Nomura, Jumpei Mita, Shingo Takizawa, Takuma Arimura, Shinichiro Suzuki, Shohei Ikuta, Akira Amano, Yasuhiro Tsubo, Kazuhiro Shimonomura, Yasuhiro Seya, Chieko Koike
  • 学会等名: The Annual Meeting of the Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO)
  • 発表場所: Washington State Convention Center, Seattle, WA（USA）
  • 年月日: 2016-05-02
  • 国際学会
• [学会発表] 大脳皮質局所回路の統計量を再現するネットワーク生成モデル (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉村 拓馬, 坪 泰宏
  • 学会等名: 2015年度第3回電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス研究会
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-11-09
• [学会発表] バイノーラル・ビートに誘発される脳波のスペクトル解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 近藤 秀明, 芳野 裕規, 坪 泰宏
  • 学会等名: 2015年度第3回電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス研究会
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-11-09
• [学会発表] ヒルベルト変換を用いた事象関連電位の位相解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 芳野 裕規, 近藤 秀明, 坪 泰宏
  • 学会等名: 2015年度第3回電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス研究会
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-11-09
• [学会発表] スパイク時系列の統計性から探る大脳皮質の確率的情報処理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坪 泰宏
  • 学会等名: 統計数理研究所共同利用「動的生体情報論の現状と展望」研究会
  • 発表場所: 統計数理研究所（東京都立川市）
  • 年月日: 2015-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] 網膜 ON 型双極細胞視覚伝達チャネルＴＲＰＭ１ノックアウトマウス網膜の電気生理学的解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大下陽介，瀧澤伸剛，古藤諒，川島桐吾，谷田祐樹，多賀駿，吉田圭佑 ，石金浩史，古川貴久，天野晃，下ノ村和弘，北野勝則，坪泰宏，小池千恵子
  • 学会等名: 日本薬学会第１３５年会
  • 発表場所: 兵庫医療大学（兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] 神経細胞の作動原理の経済性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坪 泰宏
  • 学会等名: 行動経済学会第８回大会
  • 発表場所: 慶應義塾大学三田キャンパス（東京都港区)
  • 年月日: 2014-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] Non-Gaussian Order-Parameter Fluctuation in Complex Oscillator Network (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Tsubo
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2014)
  • 発表場所: Luzern (Switzerland）
  • 年月日: 2014-09-18
• [図書] 脳神経外科診療プラクティス6 脳神経外科医が知っておくべきニューロサイエンスの知識 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三國 信啓, 深谷 親 編, 山下 晶子,石 龍徳, 坪 泰宏, 中川 貴之,坂場 武史, 岡本 悠志, 高森 茂雄, 御園生 裕明, 高橋 智幸, 藤山 文乃, 桑村 充, 森 琢磨, 大平 耕司, 大石 高生, 高田 昌彦, 関 和彦, 田中 真樹, 肥後 範行 他 52名 著
  • 総ページ数: 226
  • 出版者: 文光堂
• [備考]
  • URL: http://www.nips.ci.ritsumei.ac.jp/~tsubo/