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2014 年度 実績報告書

単一神経細胞の活動電位データを用いた統計解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24700221
研究機関東京理科大学

研究代表者

藤原 寛太郎  東京理科大学, 工学部, 助教 (00557704)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード神経スパイクデータ / 非定常確率過程 / 統計量
研究実績の概要

平成26年度は,前年度までに引き続き多試行神経スパイクデータに対する統計解析手法の開発を行った.具体的には,高次統計量や局所統計量,順序統計量の時間変動を時系列データからより精度良く解析する手法を開発した.本年度に開発した手法は,これまで標準的とされてきた統計解析手法と比較して,解析対象となる時系列データの性質(特に相関の時定数やノイズなどの不規則性など)に影響を受けにくい頑強な解析手法であり,解析対象の様々な制約条件を取り払うことを可能とした.また,この手法は,神経スパイク時系列データだけでなく一般の非定常確率過程データに対して適用可能である.
そして,開発した統計解析手法を様々な時系列データに対して適用した.例えば,サルの視床の一部(外側膝状体)に適用した例では,局所統計量の時間変動を解析することにより平均発火率の時間変動とは独立な情報を時系列データから抽出することに成功した.これは,神経の符号化において,平均発火率だけでなく局所統計量も有効に用いられている可能性を示唆するものである.
また,神経スパイクデータだけでなく地震データや膵ベータ細胞の時系列データへの適用も行った.地震データへ適用した例では,局所統計量の変動がマグニチュードの大きい地震の数年前から激しくなることを示し,地震の予測可能性があることを示した.また,膵ベータ細胞への例では,インスリン分泌量と対応する平均発火率とは異なる高次統計量の時間変動が観測され,背後に潜む時定数の長い相関構造が膵ベータ細胞の活動に影響を与えている可能性を示した.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Method for analyzing time-varying statistics on point process data with multiple trials2015

    • 著者名/発表者名
      Kantaro Fujiwara, Hideyuki Suzuki, Tohru Ikeguchi and Kazuyuki Aihara
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and its Applications, IEICE

      巻: 6 ページ: 38-46

    • DOI

      10.1587/nolta.6.38

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] リカレンスプロットを用いたニューロンへの入力信号の検出2015

    • 著者名/発表者名
      藤原寛太郎,黒河徳大,山田泰司,池口徹
    • 雑誌名

      日本神経回路学会誌

      巻: 21 ページ: 79-86

    • DOI

      10.3902/jnns.21.79

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reconstruction of network structures from marked point processes using multi-dimensional scaling2014

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kuroda, Hiroki Hashiguchi, Kantaro Fujiwara and Tohru Ikeguchi
    • 雑誌名

      Physica A

      巻: 415 ページ: 194-204

    • DOI

      10.1016/j.physa.2014.08.001

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synchronization of relaxation oscillators with a common noise-driven thereshold2015

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Kawai, Yutaka Shimada, Kantaro Fujiwara, Kenya Jin'no, Tohru Ikeguchi
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      滋賀県草津市
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] コンタクトネットワーク上での伝染病感染ダイナミクスの解析2015

    • 著者名/発表者名
      阿部晃士,島田裕,藤原寛太郎,池口徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      滋賀県草津市
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] STDP学習則による脳内の低周波リズム生成機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      小林稔啓,島田裕,藤原寛太郎,池口徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      滋賀県草津市
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] 時変パラメータを有するカオス探索法による二次割当問題の一解法2015

    • 著者名/発表者名
      大西光,島田裕,藤原寛太郎,池口徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      滋賀県草津市
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] テンポラルネットワーク上での伝染病観戦ダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      阿部晃士,島田裕,藤原寛太郎,池口徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2015-03-03 – 2015-03-04
  • [学会発表] Temporal Modulation of irregularities on macaque visual neurons2015

    • 著者名/発表者名
      Kantaro Fujiwara and Tohru Ikeguchi
    • 学会等名
      RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-02-18 – 2015-02-19
  • [学会発表] 時変統計量を用いた大規模地震の予測の可能性について2015

    • 著者名/発表者名
      ブアリ ソフィエン,島田 裕,藤原 寛太郎,池口 徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • 発表場所
      大分県大分市
    • 年月日
      2015-01-26 – 2015-01-27
  • [学会発表] 次数の高い1次元格子上での結合写像の振舞いについて2015

    • 著者名/発表者名
      島田 裕,藤原 寛太郎,池口 徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • 発表場所
      大分県大分市
    • 年月日
      2015-01-26 – 2015-01-27
  • [学会発表] Cross-correlational analysis on noise-induced synchronization of chaotic oscillators2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Kawai, Yutaka Shimada, Kantaro Fujiwara, Kenya Jin'no and Tohru Ikeguchi
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      徳島県徳島市
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
  • [学会発表] カオスニューロンにおける共通ノイズ同期現象2014

    • 著者名/発表者名
      増田 健一,川井 翼,島田 裕,藤原 寛太郎,池口 徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      徳島県徳島市
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
  • [学会発表] Classification of Bursting Electrical Activity in Pancreatic Beta-cell2014

    • 著者名/発表者名
      Kantaro Fujiwara and Tohru Ikeguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      Luzern, Switzerland
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-18
  • [学会発表] Performance analysis of adaptive tabu search for quadratic assignment problems2014

    • 著者名/発表者名
      Akio Watanabe, Yutaka Shimada, Kantaro Fujiwara and Tohru Ikeguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      Luzern, Switzerland
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-18
  • [学会発表] Phase synchronization in chaotic oscillators induced by common noise2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Kawai, Yutaka Shimada, Kantaro Fujiwara, Kenya Jin’no and Tohru Ikeguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      Luzern, Switzerland
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-18

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公開日: 2016-06-01  

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