力学系における時空間パターンによるアトラクタ-間遷移とその機能

2008 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 18300079
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 感性情報学・ソフトコンピューティング
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 青柳 富誌生 京都大学, 情報学研究科, 講師 (90252486)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: 脳 / ネットワ-ク / リズム / アトラクタ- / 力学系

研究概要

高度な機能や情報処理を行うシステムは、しばしば複雑な相互作用をした非線形力学系である。例えば、生物の免疫ネットワ-ク・遺伝子や酵素反応ネットワ-ク・神経ネットワ-クなどは、いろいろな基本的要素が非線形相互作用することにより高度な機能を発現している良い例である。このような系を詳しく研究し、機能発現のメカニズムを知ることは将来、新たな情報処理原理や生体と同じような柔軟な計算システムを開発する基礎となると考えられる。そこで本研究では、非線形力学系が機能を発現する場合に共通に重要な特性と考えられる以下の2点に関して研究を行う。
(1)アトラクタ-間遷移と時空間パタ-ン
(2)ネットワ-ク構造と機能の関係性

研究成果

• [雑誌論文] Recurrent infomax generates cell assemblies, neuronal avalanches, and simple cell-like selectivity (2009)
  • 著者名/発表者名: Takuma Tanaka, Takeshi Kaneko and Toshio Aoyagi
  • 雑誌名: Neural Computation vol.21, no4 ページ: 1038-1067
  • 査読あり
• [雑誌論文] Co-evolution of phases and connection strengths in a network of phase oscillators (2009)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Aoki & Toshio Aoyagi
  • 雑誌名: Physical Review Letters vol.102, Issue 3 ページ: 034101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ordering Process of Self-Organizing Maps Improved by Asymmetric Neighborhood Function, Takaaki Aoki , Kaiichiro Ota (2009)
  • 著者名/発表者名: Koji Kurata & Toshio Aoyagi
  • 雑誌名: Cognitive Neurodynamics vol.3 ページ: 9-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal weighted networks of phase oscillators for synchronization (2008)
  • 著者名/発表者名: Takuma Tanaka & Toshio Aoyagi
  • 雑誌名: Physical Review E vol.78, Issue.4 ページ: 046210
  • 査読あり
• [雑誌論文] Weighted scale-free networks with variable power-law exponents (2008)
  • 著者名/発表者名: Takuma Tanaka, Toshio Aoyagi
  • 雑誌名: Physica D vol.237, no7 ページ: 898-907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrony-induced switching behavior of spike-pattern attractors created by spike-timing dependent plasticity (2007)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Aoki & Toshio Aoyagi
  • 雑誌名: Neural Computation vol.19, no10 ページ: 2720-2738
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronous and asynchronous bursting states : role of intrinsic neural dynamics (2007)
  • 著者名/発表者名: Takashi Takekawa, Toshio Aoyagi, Tomoki Fukai
  • 雑誌名: Journal of Computational Neuroscience vol.23, no 2 ページ: 189-200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-Organizing maps with Asymmetric Neighborhood function (2007)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Aoki & Toshio Aoyagi
  • 雑誌名: Neural Computation vol.19, no.8 ページ: 2525-2535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics in Co-evolving Networks of Active Elements
  • 著者名/発表者名: Takuma Tanaka, Takaaki Aoki and Toshio Aoyagi
  • 雑誌名: FORMA (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of functional connectivity that causes burst-like population activities
  • 著者名/発表者名: Masaki Nomura, Daisuke Ito, Hiroki Tamate, Kazutoshi Gohara and Toshio Aoyagi
  • 雑誌名: FORMA (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 周期の揺らぎで重みを付けたスパイクトリガ-平均からの位相応答関数の抽出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青柳富誌生
  • 学会等名: リズム現象の研究会IV
  • 発表場所: お茶の水大学(招待講演)
  • 年月日: 2009-01-26
• [学会発表] 動的素子のネットワ-クの数理 (2008)
  • 著者名/発表者名: 青柳富誌生
  • 学会等名: 第66回形の科学シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学(招待講演)
  • 年月日: 2008-10-31
• [図書] リズム活動と位相応答(神経ダイナミクスと情報表現)
  • 著者名/発表者名: 青柳富誌生
  • 総ページ数: 4章
  • 出版者: 東大出版(出版予定)
• [図書] 神経細胞の数理モデル
  • 著者名/発表者名: 青柳富誌生
  • 総ページ数: 5章1節
  • 出版者: 数理科学事典(丸善)(出版予定)
• [図書] 細胞集団の同期
  • 著者名/発表者名: 青柳富誌生
  • 総ページ数: 5章2節
  • 出版者: 数理科学事典(丸善)(出版予定)