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2016 年度 実績報告書

大規模な点事象時系列に階層ネットワークを適合させる状態空間法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 26280007
研究機関京都大学

研究代表者

篠本 滋  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60187383)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード統計学 / 状態空間法
研究実績の概要

(1)神経ネットワーク上の発火信号の伝播のように,不均一ネットワーク上をツイートなど時間的に短時間のメッセージやイベントが伝播する系を考え,その系の中でイベント発生が非定常揺らぎを起こす条件を調べた.そこで起こりうる非定常揺らぎをさらに活性化したり,または逆に抑制したりするための制御方法を提案した(Onaga and Shinomoto, Scientific Reports 2016).この段階では発生モデルを検討しているが,実際に計測されたイベント時系列を解析することを次のプロジェクトとして計画している.
(2)サル,ネコ,ラット,マウスなどの覚醒している状態の大脳皮質から計測された神経スパイク時系列の時間的パターン特徴を調べた.発火頻度には動物種に応じて大きな差がみられるが,発火不規則性については動物種に依らず脳の機能領野に強く相関していること,また異なる動物種の同一機能領野の間に共通性がみられること,を明らかにした(Mochizuki et al., Journal of Neuroscience 2016).この解析は単一神経細胞からの信号解析ではあるが,ネットワーク内の神経細胞から発している信号に共通性が見られることから,ネットワークの信号発生メカニズムには機能領野による違いがあり,またそれらに種を超えた共通性があるということが示唆される.
(3)神経発火頻度の変化において離散状態を変遷することがメタボリックコストを低く抑えることとも整合していることを示した(Kostal and Shinomoto, Mathematical Bioscience and Engineering, 2016).

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

内容は変化がみられるが,それもこれまでの研究が大きく進展をとげた結果である.論文の内容や室に関しては予想以上に成果が上がったと考えている.

今後の研究の推進方策

ニューロン発火時系列からシナプス結合を推定する研究を推進する.結合に要する推定時間の評価のためにシミュレーションによる検証を行い,それを現実のデータに適用し,その総合的研究を論文にまとめる.一般化線形モデルを用いて系内部興奮の程度を評価し,外部刺激と分離することを試みる.この研究の論文も執筆する.

次年度使用額が生じた理由

28年度としては多めに使用した.残額は翌年度に使用したい.

次年度使用額の使用計画

29年度はPCの購入を予定している.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Institute of Neuroscience and Medicine(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Institute of Neuroscience and Medicine
  • [国際共同研究] National Institute of Mental Health(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      National Institute of Mental Health
  • [国際共同研究] Czech Academy of Sciences(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      Czech Academy of Sciences
  • [雑誌論文] Emergence of event cascades in inhomogeneous networks.2016

    • 著者名/発表者名
      T. Onaga and S. Shinomoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 33321

    • DOI

      doi:10.1038/srep33321

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Similarity in neuronal firing regimes across mammalian species.2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Mochizuki et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 36 ページ: 5736-5747

    • DOI

      DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0230-16.2016

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficient information transfer by Poisson neurons.2016

    • 著者名/発表者名
      L. Kostal and S. Shinomoto
    • 雑誌名

      Mathematical Biosciences and Engineering

      巻: 13 ページ: 506-520

    • DOI

      doi:10.3934/mbe.2016004

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Criticality of dynamical epidemic burst spreading through inhomogeneous networks2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Shinomoto and Tomokatsu Onaga
    • 学会等名
      4th INCF Japan Node International Workshop
    • 発表場所
      RIKEN BSI
    • 年月日
      2017-05-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Review of single spike train analyses2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Shinomoto
    • 学会等名
      Modeling Neural Activity 2 (MONA2)
    • 発表場所
      Waikoloa, Hawaii, US
    • 年月日
      2016-06-22 – 2016-06-22
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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