前頭前野における情報量計算の神経機構

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22500377
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 融合社会脳科学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 中村 清彦 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (10172397)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 認知科学 / 神経科学 / 情報工学

研究概要

ヒトはより多くのことを知りたいという欲求､すなわちより多くの情報を求める欲求をもっている。本研究は､情報の量を計算する脳内神経機構に焦点を絞り、下記の解析を行った。まず、情報量の定義としてShannon情報量、正解確率増加分、認識確率変化量を取り上げ、これらのうちのどの定義がサルの前頭前野から記録した神経活動と整合性をもつかを調べた。その結果、Shannon情報量と正解確率増加分に対して整合する活動を示す細胞が存在することを示した。また、１次視覚野における単純細胞と複雑細胞の活動が示す各種の特性をShannon情報量最大化の原理に基づいて説明できることを数理モデルの解析によって示した。

研究成果

• [雑誌論文] An artificial network model for estimating the network structure underlying partially observed neuronal signals (2014)
  • 著者名/発表者名: Misako Komatsu, Jun Namikawa, Zenas C. Chao, Yasuo Nagasaka, Naotaka Fujii, Kiyohiko Nakamura, Jun Tani
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: (in print)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Information maximization explains the emergence of complex cell-like neurons (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuma Tanaka and Kiyohiko Nakamura
  • 雑誌名: Frontiers in Computational Neuroscience 巻: Vol.7, Article 165 ページ: 1-14
  • DOI: 10.3389/fncom.2013.00165
  • 査読あり
• [雑誌論文] 数理モデルを用いたタマリンの道具使用行動の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 毬山利貞, 伊藤秀昭, 中村清彦
  • 雑誌名: 霊長類研究 巻: 26 ページ: 13-33
  • 査読あり
• [学会発表] 情報量最大化原理によるV2の選択性の説明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原謙三郎, 田中琢真, 中村清彦
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会プログラム
  • 発表場所: 京都, (p.256)
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] 上丘・聴覚皮質神経細胞の刺激選択性の情報量最大化モデルによる再現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中琢真, 中村清彦
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会プログラム
  • 発表場所: 京都, (p.183)
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] 脳幹・皮質の聴覚関連細胞の刺激選択性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中琢真, 中村清彦
  • 学会等名: 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島, (日本物理学会講演概要集第68巻第1号第2分冊、p.408)
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 内発的動機づけに及ぼす目標設定および言語的フィードバックの影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井浦陽一郎, 田中琢真, 中村清彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 町田, (112(480): 37-42)
  • 年月日: 2013-03-13
• [学会発表] Detailed model of mammalian circadian rhythm with cytosolic Ca2+ dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenzaburo Fujiwara and Kiyohiko Nakamura
  • 学会等名: Society for Neuroscience Abstracts
  • URL: http://am2012.sfn.org/am2012/
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2012-10-15
• [学会発表] Estimation of functional brain connectivity from electrocorticograms using an artificial network model (2012)
  • 著者名/発表者名: Misako Komatsu, Jun Namikawa, Jun Tani, Zenas C. Chao, Yasuo Nagasaka, Naotaka Fujii and Kiyohiko Nakamura
  • 学会等名: Proceedings of the 2012 International Joint Conference on Neural Networks
  • 発表場所: Brisbane, Australia, (pp. 1-8)
  • 年月日: 2012-06-10
• [学会発表] 時系列刺激を弁別する回路に出現する単純で疎な発火パターン (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中琢真, 中村清彦
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 西宮
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 細胞内Ca^<2+>変動を導入した概日リズムの詳細モデリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原謙三郎, 中村清彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 町田, (111(483): 311-316)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] スパースな非対称結合をもつリカレントニューラルネットワークにおける確率的状態遷移の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 緒方惟高, 田中琢真, 中村清彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 町田, (111(483): 165-169)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Efficient coding of sparse temporal sequences in neuronal networks (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuma Tanaka, Kiyohiko Nakamura
  • 学会等名: The Proceedings of the 21st Annual Conference of the Japanese Neural Network Society
  • 発表場所: 沖縄, (54-55)
  • 年月日: 2011-12-16