神径細胞集団の連鎖を伝播する集団発火活動と情報表現

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14017016
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 酒井 裕 埼玉大学, 工学部, 助手 (70323376)
• キーワード: 神経細胞 / 神経回路網 / 情報表現 / 集団表現 / スパイク統計 / スパイク相関 / 高次相関 / Synfire Chain

研究概要

神経細胞集団の連鎖を安定伝播する様々な集団発火統計〜結合遅延一定の場合
順方向に結合した神経素子集団の連鎖を考え、その連鎖を安定に伝播する様々な集団発火状態について解析した.結合遅延は全ての結合で一定の場合を解析した.自明な安定状態、すなわち全素子が発火しない状態や全素子が常に発火している状態を除き、安定に伝播する集団発火状態は1つであることがわかった.その安定に伝播する集団発火状態と回路特性を表すパラメータ(興奮・抑制バランス、結合率など)との関係が導びかれた.
神経細胞集団の連鎖を安定伝播する様々な集団発火統計〜結合遅延のばらつきがある場合
一定の幅で一様に分布する結合遅延のばらつきがある場合に、安定に伝播する集団発火パターンの統計を調べ、回路特性を表すパラメータ(興奮・抑制バランス、結合率、結合遅延の分布幅)との関係が導びかれた.
結合遅延のばらつきがある場合には、集団発火パターンの時間相関の時間スケールが結合を介すごとに大きくなっていく可能性がある.しかし、順方向性結合集団では、相関の時間スケールは大きくならず、結合遅延のばらつきの程度と同じであることが示された.さらに、結合遅延のばらつきの効果を結合率に繰り込めば、発生する集団発火パターンの統計は、結合遅延のばらつきがない場合と、同じであることがわかった.

研究成果

• [文献書誌] Sakai Y., Yamada M., Yoshizawa S.: "Strange responses of the Hodgkin-Huxley model to highly fluctuating inputs"Proceedings of 2002 IEEE World Congress on Computational Intelligence. 1. 1655-1660 (2002)
• [文献書誌] Sakai Y.: "Spike independency in feed-forward networks"Biosystems. 67. 221-227 (2002)
• [文献書誌] Shinomoto S., Sakai Y., Ohno H.: "Recording site dependence of the neuronal spiking statistics"Biosystems. 67. 259-263 (2002)
• [文献書誌] Amari S., Nakahara H., Wu S., Sakai Y.: "Synchronous Firing and Higher-Order Interactions in Neuron Pool"Neural Computation. 15・1. 127-142 (2003)