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2008 年度 実績報告書

心的過程の神経機構に基づく動的情報検索アルゴリズムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20500279
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

岡本 洋  独立行政法人理化学研究所, 脳回路機能理論研究チーム, 客員研究員 (00374067)

キーワードニューラルネットワーク / 双安定 / 連続アトラクター / 漸次的持続活性 / 揺らぎ / 準安定 / 時系列 / 時間積分
研究概要

I.時系列想起の神経機構の生物物理モデル構築に取り組んだ。複数のリカレントニューロンネットワークA,B,C,…があり、それぞれがパターンA,B,C,…をコードするものとする。AからB、BからC、CからD、…にフィードフォワード結合させる。個々のスパイク発生ニューロンにafterdepolarizationに基づく双安定性を付与し、さらにノイズを付加する。以上の構成において、パターンA、B、C、…は強いアトラクターとなるが、AからB、BからC、CからD、…に移る途中の状態の一つ一つもアトラクター(連続アトラクター)となる。A→B→C→…という具合に、準安定状態遷移の連鎖として、ロバストな時系列想起が実現されることを確認した。時系列を構成する各パターンの寿命がシナプス強度に依存することもわかった。パターンA、B、C、…の間に重なりがある場合の扱いについては、次年度の課題として残った。
II.双安定スパイク発生ニューロンのレカレントネットワークが、確率的シナプス入力の分散をintegrandとするperfect integratorとして機能することを示した。従来のニューラルネットワーク情報処理における標準的な考え方は、ニューロンはシナプス入力の総和から出力を算出するというものである。そこでは総和の平均が主役であり、その周りの揺らぎの役割は二義的である。これに対して、本研究の結果は、実際の脳では本質的な情報はむしろ揺らぎにコードされるという興味深い可能性を示唆する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2008

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 心的過程の神経機構:スパイク統計性に対する理論からの予言と検証2008

    • 著者名/発表者名
      岡本洋, 深井朋樹
    • 学会等名
      生理学研究所研究会:理論と実験の融合による神経回路機能の統合的理解(2)
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎カンファレンスセンター
    • 年月日
      20081204-20081205
  • [学会発表] Statistical properties of response times associated with perfect temporal integration of correlated fluctuating inputs2008

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, H., Fukai, T.
    • 学会等名
      Neuroscience 2008
    • 発表場所
      Washington, DC
    • 年月日
      20081115-20081119
  • [学会発表] Perfect temporal integration of fluctuating inputs by a recurrent network of cortical neurons2008

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, H., Fukai, T.
    • 学会等名
      Dynamical Neuroscience XVI : Neuronal Variability and Its Functional Significance
    • 発表場所
      Washington, DC
    • 年月日
      20081113-20081114
  • [学会発表] 特許引用ネットワーク分析2008

    • 著者名/発表者名
      岡本洋, 坪下幸寛
    • 学会等名
      第27回日本シミュレーション学会大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      20080619-20080620

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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