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2009 年度 実績報告書

動的脳の情報創成とカオス的遍歴の役割

計画研究

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 21120002
研究機関北海道大学

研究代表者

津田 一郎  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (10207384)

研究分担者 藤井 宏  京都産業大学, コンピュータ理工学部, 教授 (90065839)
高橋 陽一郎  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (20033889)
キーワード複雑系科学 / 数理物理 / カオス力学系 / 脳神経科学 / 情報工学
研究概要

本計画研究では次の三系からなる方法論によって研究を実施している。[1]脳内ヘテロシステム間相互作用系、[2]ヘテロ力学系ネットワーク系、[3]ランダム力学系である.本年度は次の成果があがった。
[脳内ヘテロシステム間相互作用系]
・海馬CA3の神経生理学的モデルを結合微分方程式の形で構築した。興奮性の錐体細胞と抑制性の介在細胞についてPinsky & Rinzel型の2-コンパートメントモデル(Pinsky & Rinzel, J.Comput. Neurosci. 1994)を用いた。抑制性ニューロンの導入によってカントールコーディングはさほど影響を受けなかったが、主成分分析の結果、第三主成分に抑制性ニューロンの影響が顕著に表れ、しかも抑制性ニューロンを導入することでの時間遅れの効果がこの第三主成分に反映されていることが分かった。
・内側前頭皮質-マイネルト核-大脳新皮質注意回路系の神経連絡などの構造を精査した。ヘテロ相互作用系のひな型モデルのアイデアがでて、具体的な数理モデルを提案できるところまできた。
[ヘテロ力学系ネットワーク系]
・リカレントニューラルネットにおいて同期現象が記憶痕跡間の遍歴を引き起こす現象が見つかった。さまざまな普遍性が存在する可能性が見えてきた。
[ランダムな力学系(Noised Dynamical Systems)]
・数学的な定式化の可能性について班員の間で突っ込んだ議論を行った。ノイズとカオス的遍歴の関係に関する知見も増えてきた。またノイズ・インデュースド・オーダーの数学的定式化の可能性について議論し、周期解の近傍の大きさが効いているはずなのでその対数が評価の対象になるという見通しを得た。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2009 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Iterated function systems in the hippocampal CA12009

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kuroda
    • 雑誌名

      Cognitive Neurodynamics 3

      ページ: 205-222

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On embedded bifurcation structure in some discretized vector fields2009

    • 著者名/発表者名
      Hunseok Kang
    • 雑誌名

      CHAOS 19

      ページ: 033132-1-033132-12

    • 査読あり
  • [学会発表] Transitory dynamics and its possible roles in the perception and dynamic memory in the brain2009

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      Department of Mathematics, Zhejiang University, Special Seminar
    • 発表場所
      Zhejiang University, Hangzhou, China
    • 年月日
      2009-11-18
  • [学会発表] Top-down Mechanism of Perception : A Scenario on the Role for Layer 1 and 2/3 Projections Viewed from Dynamical Systems Theory2009

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fujii
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Cognitive Neurodynamics(ICCN'09)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2009-11-17
  • [学会発表] Representation of Time-series by a Self-similar Set in a Model of Hippocampal CA12009

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Yamaguti
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Cognitive Neurodynamics(ICCN'09)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2009-11-17
  • [学会発表] Emergence of Iterated Function Systems in the Hippocampal CA12009

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kuroda
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Cognitive Neurodynamics(ICCN'09)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2009-11-17
  • [学会発表] Chaotic Dynamics, Episodic Memory, and Self-identity2009

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Cognitive Neurodynamics(ICCN'09)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2009-11-16
  • [学会発表] Evolution through maps2009

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      What is Biological Evolution?
    • 発表場所
      Coop-in-Kyoto, Kyoto
    • 年月日
      2009-10-16
  • [学会発表] Chaotic dynamics, episodic memory, and the dynamic model for the hippocampus2009

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      12th JAPAN-SLOVENIA SEMINAR ON NONLINEAR SCIENCE
    • 発表場所
      Maribor, Slovenia
    • 年月日
      2009-10-07
  • [学会発表] Chaotic dynamics and episodic memory in the brain2009

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      Budapest University of Technology and Economics, Special Seminar
    • 発表場所
      Budapest University of Technology and Economics, Budapest, Hungary
    • 年月日
      2009-09-23
  • [学会発表] Cantor coding : Theory and experimental verification2009

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      Section of Biophysics, Institute for Atomic and Nuclear Physics, Hungarian Academy of Science, Special Lecture
    • 発表場所
      Hungarian Academy of Science, Budapest, Hungary
    • 年月日
      2009-09-22
  • [学会発表] Chaotic brain dynamics in the skew product transformations2009

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      Section of Biophysics, Institute for Atomic and Nuclear Physics, Hungarian Academy of Science, Special Lecture
    • 発表場所
      Hungarian Academy of Science, Budapest, Hungary
    • 年月日
      2009-09-21
  • [学会発表] Cantor Coding in a model of hippocampal CA12009

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Yamaguti
    • 学会等名
      第32回日本神経科学大会(Neuroscience 2009)
    • 発表場所
      名古屋市、名古屋国際会議場
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] 海馬におけるカオスとフラクタルのデュアルな関係-エピソード記憶の神経機構に関する数理モデル:予言と実証2009

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      Dynamics of complex systems 2009-複雑系解析における未解決問題への新しい挑戦-
    • 発表場所
      北海道大学理学部5号館
    • 年月日
      2009-09-02
  • [学会発表] エピソード記憶と推論からみた脳の数理:カオス的遍歴の役割2009

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      生物物理若手の会第49回夏の学校
    • 発表場所
      支笏湖ユースホステル
    • 年月日
      2009-08-02
  • [備考]

    • URL

      http://www.math.sci.hokudai.ac.jp/~tsuda/index_j.htm

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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