異種情報の時空間コーディングと統合的処理に関する非線形システム論的研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17022012
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 合原 一幸 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40167218)
• 研究分担者: 鈴木 秀幸 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (60334257)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 数理モデル / 脳・神経 / 数理工学 / 生体情報学 / 神経科学 / 情報統合

研究概要

本研究は,情報コーディング機構と非線形ダイナミクスを数理モデルの形で記述することで,脳の情報統合処理の非線形システム的理解を可能にすることを目的とした.その結果,視聴覚情報の統合は,同一源か否かを示す2値パラメータを含むベイズ推定を使って説明できることを示した.また,神経スパイク列データの解析手法を提案するとともに,脳内の複数部位・領野間での方向性の結合を示す手法を開発した.そして,脳内の情報処理に不安定性が有効に活用されている可能性を指摘した.

研究成果

• [雑誌論文] Identifying hidden common causes from bivariate time series : a method using recurrence plots (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Hirata, K.Aihara
  • 雑誌名: Physical Review E 81 ページ: 0162003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Representing spike trains using constant sampling intervals (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Hirata, K.Aihara
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Methods 183 ページ: 277-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testing a neural coding hypothesis using surrogate data (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Hirata, Y.Katori, H.Shimokawa, H.Suzuki, T.A.Blenkinsop, E.J.Lang, K.Aihara
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Methods 172 ページ: 312-322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recurrent synaptic input and the timing of gamma-frequency-modulated firing of pyramidal cells during neocortical "UP" states (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Morita, R.Kalra, K.Aihara, H.P.Robinson
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 28 ページ: 1871-1881
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selectivity and stability via dendritic nonlinearity (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Morita, M.Okada, K.Aihara
  • 雑誌名: Neural Computation 19 ページ: 1798-1853
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bayesian inference explains perception of unity and ventriloquism aftereffect : identification of common sources of audiovisual stimuli (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Sato, T.Toyoizumi, K.Aihara
  • 雑誌名: Neural Computation 19 ページ: 3335-3355
  • 査読あり
• [雑誌論文] An optimal number of molecules for signal amplification and discrimination in a chemical cascade (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Morishita, T.J.Kobayashi, K.Aihara
  • 雑誌名: Biophysical Journal 91 ページ: 2072-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronizing a multicellular system by external input : an artificial control strategy (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Wang, L.Chen, K.Aihara
  • 雑誌名: Bioinformatics 22 ページ: 1775-1781
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bidirectional modulation and neuronal responses by depolarizing GABAergic inputs (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Morita, K.Tsumoto, K.Aihara
  • 雑誌名: Biophysical Journal 90 ページ: 1925-1938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of genetic networks with SUM regulatory logic : Lur'e system and LMI approach (2006)
  • 著者名/発表者名: C.Li, K.Chen, K.Aihara
  • 雑誌名: IEEE Transactions on CAS-I 53 ページ: 2451-2458
  • 査読あり
• [学会発表] Hybrid dynamical systems theory and its applications in science and technology (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Aihara
  • 学会等名: Long-term workshop : Mathematical Sciences and Their Applications(Invited)
  • 発表場所: Kamisuwa, Japan.
  • 年月日: 20100919-20101002
• [学会発表] Chaos may facilitate decision making in the brain (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Hirata, Y.Matsuzaka, H.Mushiake, K.Aihara
  • 学会等名: The 11th Experimental Chaos and Complexity Conference
  • 発表場所: Lilies, France.
  • 年月日: 20100601-20100604
• [学会発表] Identifying common hidden causes from bivariate time series in the brain (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Hirata, Y.Matsuzaka, H.Mushiake, K.Aihara
  • 学会等名: SYNCLINE 2010 Synchronization in Complex Networks
  • 発表場所: Bad Honnef, Germany.
  • 年月日: 20100526-20100529
• [学会発表] Switching Role of Noise in the Aspect of Neuronal Reliability (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Fujiwara, K.Aihara, H.Suzuki
  • 学会等名: 2009 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
  • 発表場所: Sapporo, Japan.
  • 年月日: 20091018-20091021
• [学会発表] Complex System Modelling and its Applications (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Aihara
  • 学会等名: 9th Hellenic European Research on Computer Mathematics and its Applications Conference(Plenary Lecture)
  • 発表場所: Athens, Hellas.
  • 年月日: 20090924-20090926
• [図書] Structures and Dynamics(Modeling Biomolecular and Cellular Networks) (2010)
  • 著者名/発表者名: L.Chen, R.Wang, C.Li, K.Aihara
  • 総ページ数: 330
  • 出版者: Springer, London
• [図書] 社会を変える驚きの数学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 合原一幸
  • 総ページ数: 220
  • 出版者: ウェッジ
• [図書] 数理工学最新ツアーガイド (2008)
  • 著者名/発表者名: 合原一幸, 鈴木秀幸
  • 総ページ数: 79-116
  • 出版者: 日本評論社
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.sat.t.u-tokyo.ac.jp/