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神経回路網のカオスを用いたヘテロ脳間及び脳内へテロコミュニケーションの原型モデル

公募研究

研究領域ヘテロ複雑システムによるコミュニケーション理解のための神経機構の解明
研究課題/領域番号 24120707
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関岡山大学

研究代表者

奈良 重俊  岡山大学, 自然科学研究科, 名誉教授 (60231495)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードカオス的ダイナミックス / 神経回路網 / 脳内ヘテロ通信 / 非線形光電子能動素子 / 不良設定問題 / 同時多チャンネル通信 / ヘテロ二体間相互作用 / 脳内コミュニケーション
研究概要

(1) リカレント型神経回路網モデルによる通信機能に関する計算機実験として,400個の二値(±1)神経細胞から成る神経回路網モデルを作り,それを3層結合させて準階層リカレント型とする。適切な方法でシナプス結合行列を決め,少数結合を導入して状態更新を行いカオスを発生させた。送信神経細胞を設け,信号入力を行い,別途設けた受信細胞との相関関数を評価し,送信信号がいったんカオス中に散って消えた後,時空間的に離れた点において再び信号が発現していることを発見した。今年度はそうした通信チャンネルを三系統設け,カオスを媒体として3点間同時通信を試み,系の動的神経発火パターンを変化させるパラメータについて,最適化を試みた
(2) 非線形光電子デバイス結合系による通信機能に関する計算機実験として,動的自己電気光学効果素子(略称をDSEEDと称し申請者が考案したモデル)の示すパルス発振を擬似神経細胞モデルのハードウェア素子とみなし,二状態モデルと同様の計算機実験とその数値解析による研究を更に進め,生理学的モデルとして提案されているモデルと比較,検討を行った
(3) 擬似神経細胞素子のネットワークに関して計算機実験を行い,二値神経細胞ネットワークと同様な同時多チャンネル通信の計算機機能実験を継続して試みた
(4) 上記(1)で用いた単一神経回路網モデルを2システム準備し,それらを独立した巡回ロボットに搭載し,二者間の独立なカオスによる行動上の相互作用(追跡と逃走志向,相互邂逅志向)を行う計算機機能実験に関し,前年度からの発展として「学習」の導入による展開を図った
(5) 国際会議:International Conference on Cognitive Neurodynamicsにおいて上記成果を発表した, また国際会議Computability in Europe に出席して情報収集を行った

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Simultaneous Multichannel Communication Using Chaos in A Recurrent Neural Network2014

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichiro Soma, Ryota Mori, Shigetoshi Nara
    • 雑誌名

      Proceedings of The 4th International Conference on Cognitive Neurodyanmics 2013

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Behavioral Interactions of Two Individual Arm Robots Using Independent Chaos in Recurrent Neural Networks2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kuwada1, T. Aota1, K. Uehara, S. Hiraga, Y. Takamura, S. Nara
    • 雑誌名

      Proceedings of The 4th International Conference on Cognitive Neurodyanmics 2013

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Control of Robot Systems with Simple Rules Using Chaotic Dynamics in Quasi-layered Neural Networks2012

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yoshinaka
    • 雑誌名

      Studies in Computational Intelligence

      巻: 399

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Could DTI be useful to detect abnormality of brain showing RCVH in DLB ? - a physicist’s view2014

    • 著者名/発表者名
      Shigetoshi Nara
    • 学会等名
      Workshop for RCVH in DLB and Related Topics
    • 発表場所
      北海道大学・電子科学研究所
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リカレント型神経回路網モデルにおけるカオスを媒体とした同時多チャンネル信号伝達2014

    • 著者名/発表者名
      杣賢一郎,吉田暁輔,奈良重俊
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous Multichannel Communication Using Chaos in A Recurrent Neural Network2013

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichiro Soma, Ryota Mori, Shigetoshi Nara
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Cognitive Neurodynamics
    • 発表場所
      Sigtuna, Sweden
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Behavioral Interactions of Two Individual Arm Robots Using Independent Chaos in Recurrent Neural Networks2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kuwada1, T. Aota1, K. Uehara, S. Hiraga, Y. Takamura, S. Nara
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Cognitive Neurodynamics
    • 発表場所
      Sigtuna, Sweden
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ATP・ADPの合成・分解酵素における分子過程に潜む不可思議さ2013

    • 著者名/発表者名
      奈良重俊
    • 学会等名
      シンポジウム:生命科学に取り組む異分野の融合と交流の推進−スーパーコンピュータ「京」と生命科学-
    • 発表場所
      岡山大学創立50周年記念館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リカレント型神経回路網モデルにおけるカオスを媒体とした同時3チャンネル信号伝達2013

    • 著者名/発表者名
      杣賢一郎,吉田暁輔,奈良重俊
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 神経回路網のカオスを用いたヘテロ脳間及び脳内へテロコミュニケーションの原型モデル2012

    • 著者名/発表者名
      杣 賢一郎
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金・新学術領域研究「ヘテロ複雑システムによるコミュニケーション理解のための神経機構の解明」平成24年度・第2回全体会議・事前班会議
    • 発表場所
      京都大学東京オフィス
    • 年月日
      2012-12-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] リカレント型神経回路網モデルにおけるカオス的ダイナミクスを媒体とした信号伝達2012

    • 著者名/発表者名
      杣 賢一郎
    • 学会等名
      平成24年度 電気・情報関連学会中国支部第63回連合大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 自己電気光学効果素子多重拡散結合系におけるカオスを用いたロボットの制御2012

    • 著者名/発表者名
      笠原 智晃
    • 学会等名
      平成24年度 電気・情報関連学会中国支部第63回連合大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 自己電気光学効果素子における時間遅延効果導入モデルの解析2012

    • 著者名/発表者名
      多田 亮介
    • 学会等名
      平成24年度 電気・情報関連学会中国支部第63回連合大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 非線形光電子能動素子拡散結合ネットワークにおけるカオスを媒体とした信号伝搬2012

    • 著者名/発表者名
      矢野 智之
    • 学会等名
      平成24年度 電気・情報関連学会中国支部第63回連合大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] リカレント型神経回路網モデルにおけるカオスを用いた制御応用―相互作用する移動体を2012

    • 著者名/発表者名
      松本 翔
    • 学会等名
      平成24年度 電気・情報関連学会中国支部第63回連合大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] リカレント型神経回路網モデルにおけるカオスを用いたアーム制御2012

    • 著者名/発表者名
      桒田 誠治
    • 学会等名
      平成24年度 電気・情報関連学会中国支部第63回連合大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] リカレント型神経回路網モデルにおけるカオスを用いた生体制御 - アームロボットシステムへの応用 -2012

    • 著者名/発表者名
      青田 朋也
    • 学会等名
      平成24年度 電気・情報関連学会中国支部第63回連合大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 少数原子クラスターにおけるBIOSTATIONによる分子構造解析2012

    • 著者名/発表者名
      西恵美
    • 学会等名
      平成24年度 電気・情報関連学会中国支部第63回連合大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 非線形光電子能動デバイスを用いた擬似神経細胞素子提案とそのネットワーク構築・動作解析2012

    • 著者名/発表者名
      矢野 智之
    • 学会等名
      文部科学省「物質・デバイス領域共同研究拠点」第二回複雑系数理とその応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学・電子科学研究所
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 生体高分子における情報伝達・エネルギー輸送・変換の素過程に潜む不可思議さ2012

    • 著者名/発表者名
      奈良重俊
    • 学会等名
      岡山大学シンポジウム「生命科学に取り組む異分野の融合と交流の推進-スーパーコンピュータ「京」と生命科学-」
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 神経回路網のカオスを用いたヘテロ脳間及び脳内へテロコミュニケーションの原型モデル2012

    • 著者名/発表者名
      松本翔
    • 学会等名
      新学術領域研究「ヘテロ複雑システムによるコミュニケーション理解のための神経機構の解明」平成24年度 第1回全体会議
    • 発表場所
      北海道大学 学術交流会館(札幌市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Solving Complex Control Tasks via Simple Rule(s): Using Chaotic Dynamics in a Recurrent Neural Network Model2012

    • 著者名/発表者名
      Yongtao Li
    • 出版者
      Springer USA: The Relevance of the Time Domain to Neural Network Models
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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