脳シミュレータの基本モデルを組み立てる方法の開拓

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20300083
• 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: 篠本 滋 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60187383)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 神経スパイク / スパイク予測

研究概要

脳シミュレータの基本要素である神経細胞の入出力関係を定量的に記述した.スパイク発生予測の国際コンペで優勝したMAT (multi-timescale adaptive threshold) modelについての論文を公表し(Kobayashi, Tsubo, and Shinomoto, 2009),それにさらなる改訂をおこない,オリジナルMATモデルの予測能力を保ちながら,オリジナルモデルでは達成できなかった多様な応答形式を実現できるモデルに改良した(Yamauchi, Kim, and Shinomoto, 2011).後者の研究では,オリジナルMATモデルの長所であるスパイク予測能力をそこなわないようにしてIzhikevichによって分類された多様な発火パターン20種類のすべてを実現することを可能にした.著名な外国人研究者を招へいし,質の高い情報収集を行い,またいくつかの国際共同研究を開始した.

研究成果

• [雑誌論文] Estimating nonstationary input signals from a single neuronal spike train. (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kim and S. Shinomoto
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 86 ページ: 051903
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection limit for rate fluctuations in inhomogeneous Poisson processes (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Shintani and S. Shinomoto
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 85 ページ: 041139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neurons as ideal change-point detectors. (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kim, B.J. Richmond, and S. Shinomoto
  • 雑誌名: J. Computational Neuroscience 巻: 32 ページ: 137-146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimizing time histograms for non-Poissonian spike trains. (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Omi and S. Shinomoto
  • 雑誌名: Neural Computation 巻: 23 ページ: 3125-3144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of a time-dependent input from the voltage of leaky integrate fire neuron (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Kobayashi, S. Shinomoto, and P. Lansky
  • 雑誌名: Neural Computation 巻: 23 ページ: 3070-3093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elemental spiking neuron model for reproducing diverse firing patterns and predicting precise firing times (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yamauchi, H. Kim, S. Shinomoto
  • 雑誌名: Frontiers in Computational Neuroscience 巻: 5 ページ: 42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deciphering elapsed time and predicting action timing from neuronal population signals. (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Shinomoto, T. Omi, A. Mita, H. Mushiake, K. Shima, Y. Matsuzaka, and J. Tanji
  • 雑誌名: Frontiers in Computational Neuroscience 巻: 5 ページ: 19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fitting a stochastic spiking model to neuronal current injection data. (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Shinomoto
  • 雑誌名: Neural Networks 巻: 23 ページ: 764-769
  • 査読あり
• [雑誌論文] A characterization of thetime-rescaled gamma process as a model for spike trains. (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Shimokawa, S. Koyama, and S. Shinomoto
  • 雑誌名: J. Computational Neuroscience 巻: 29 ページ: 183-191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Made-to-order spiking neuron model equipped with a multi-timescale adaptive threshold (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Kobayashi, Y. Tsubo, and S. Shinomoto
  • 雑誌名: Frontiers in Computational Neuroscience 巻: 3 ページ: 9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relating neuronal firing patterns to functional differentiation of cerebral cortex. (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Shinomoto, H. Kim, T. Shimokawa, N. Matsuno, S. Funahashi, K. Shima, I. Fujita, H. Tamura, T. Doi, K. Kawano, N. Inaba, K. Fukushima, S. Kurkin, K. Kurata, M. Taira, K. Tsutsui, H. Komatsu, T. Ogawa, K. Koida, J. Tanji, and K. Toyama
  • 雑誌名: PLoS Computational Biology 巻: 5 ページ: e1000433
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimating instantaneous irregularity of neuronal firing (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Shimokawa and S. Shinomoto
  • 雑誌名: Neural Computation 巻: 21 ページ: 1931-1951
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kernel bandwidth optimization in spike rate estimation.
  • 著者名/発表者名: H. Shimazaki and S. Shinomoto
  • 雑誌名: J. Computational Neuroscience 巻: 29 ページ: 1711
  • 査読あり
• [学会発表] How to use information on non-Poisson neuronal firing irregularity. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinomoto, S
  • 学会等名: Keynote lecture in Sixth International workshop Statistical Analysis of Neuronal Data (SAND6)
  • 発表場所: Pittsburgh, USA
  • 年月日: 20120601-03
• [学会発表] Reading neuronal spike trains. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinomoto, S
  • 学会等名: Invited talk at Japan-France Joint Symposium on Neural Dynamics and Plasticity
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120112-13
• [学会発表] Inferring nonstationary input activities from non-Poisson firing of a neuron (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinomoto, S.
  • 学会等名: txt_番号 txt_著者名_雑誌論文 txt_論文標題 txt_雑誌名 txt_巻号 txt_発行年_雑誌論文 txt_ページ txt_査読の有無 txt_URL_雑誌論文 txt_DOI14 Shinomoto, S. Inferring nonstationary input activities from non-Poisson firing of a neuron Neural Coding workshop
  • 発表場所: Prague, Czech
  • 年月日: 2012-09-03
• [学会発表] A state space method for decoding neuronal spiking signals (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinomoto, S.
  • 学会等名: European Conference on Mathematical and Theoretical Biology 2011
  • 発表場所: Krakow, Poland
  • 年月日: 20110628-0702
• [学会発表] Firing rate estimation and spike train variability (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinomoto, S.
  • 学会等名: Tutorial at Twentieth Annual Computational Neuroscience Meeting CNS*2011
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2011-07-23
• [学会発表] Defining the firing rate for a non-poissonian spike train. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinomoto, S
  • 学会等名: 9th INTERNATIONAL NEURAL CODING WORKSHOP (NC2010)
  • 発表場所: Limassol,Cyprus
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] Made-to-order spiking neuron model for any cortical neurons (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinomoto, S
  • 学会等名: Neural Coding 2009 International Workshop
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
  • 年月日: 2009-05-12
• [備考]
  • URL: http://www.ton.scphys.kyoto-u.ac.jp/~shino/