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2010 年度 実績報告書

樹状突起における脳内へテロ情報の統合メカニズムの解明

公募研究

研究領域ヘテロ複雑システムによるコミュニケーション理解のための神経機構の解明
研究課題/領域番号 22120506
研究機関東京大学

研究代表者

大森 敏明  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (10391898)

キーワード樹状突起 / 膜特性 / 統計的推定 / カルマンフィルタ / 隠れ状態 / 情報抽出 / 数理神経科学 / 統計神経科学
研究概要

本研究課題の初年度にあたる本年度は,樹状突起における膜特性が示すヘテロ性を推定するために,統計的推定法の構築を行った.樹状突起が従うダイナミクスを組み入れたベイズ統計の枠組みを考案することにより,部分的に観測される雑音が重畳されたデータから
樹状突起における膜抵抗の空間分布を推定することを可能にするアルゴリズムを構築した.数値実験から得られるデータを用いることにより,我々の提案するアルゴリズムが,空間分解能が低く雑音が重畳されたデータに対しても有効であることを検証した.この成果を公表するために,日本神経科学学会や計測自動制御学会生体・生理工学シンポジウムならびに,日本物理学会で発表を行うとともに,東京大学や統計数理研究所での依頼講演を行った.この研究結果により,計測自動制御学会から生体・生理工学部会研究奨励賞を受賞した.さらに,膜特性がもつ不連続な変化を検出するために,ラインプロセスを導入した推定アルゴリズムを考案した.数値実験データを用いた検証により,雑音が重畳されたデータのみから,膜特性分布における不連続点が正確に検出されるとともに,膜特性の値も正しく推定されることが示された.この研究結果を,電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会,日本物理学会第66回年次大会ならびに日独計算論的神経科学ワークショップで発表するとともに,その内容を技術研究報告として纏めた.加えて,雑音が重畳された観測データからカルシウム濃度のダイナミクスを推定する方法を開発し,その成果を学術論文として纏めた.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 海馬システムの数理モデル2011

    • 著者名/発表者名
      大森敏明, 岡田真人
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 29 ページ: 162-166

  • [雑誌論文] ラインプロセスを用いた樹状突起の膜抵抗分布の統計的推定2011

    • 著者名/発表者名
      北園淳, 大森敏明, 青西亨, 岡田真人
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: NC2010-185 ページ: 343-348

  • [雑誌論文] Estimation of Intracellular Calcium Ion Concentration by Nonlinear State Space Modeling and EM Algorithm for Parameter Estimation2010

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Tsunoda, Toshiaki Omori, Hiroyoshi Miyakawa, Masato Okada, Toru Aonishi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 79 ページ: 124801-1-124801-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistical Calibration Method for Physiological Ca2+ Fluorescence Signals2010

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Tsunoda, Yoshiaki Oda, Toshiaki Omori, Masato Okada, Masashi Inoue, Hiroyoshi Miyakawa, Toru Aonishi
    • 雑誌名

      Australian Journal of Intelligent Information Processing Systems

      巻: 11 ページ: 29-34

    • 査読あり
  • [学会発表] 樹状突起上に不均一に分布する膜応答特性の統計的推定2011

    • 著者名/発表者名
      大森敏明, 青西亨, 岡田真人
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟県)
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] ラインプロセスを用いた樹状突起の膜抵抗分布の統計的推定2011

    • 著者名/発表者名
      北園淳, 大森敏明, 青西亨, 岡田真人
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟県)
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] 神経細胞の位相応答曲線における非線形効果2011

    • 著者名/発表者名
      飯田宗徳, 大森敏明, 青西亨, 岡田真人
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟県)
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] ラインプロセスを用いた樹状突起の膜抵抗分布の統計的推定2011

    • 著者名/発表者名
      北園淳, 大森敏明, 青西亨, 岡田真人
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      玉川大学(東京都)
    • 年月日
      2011-03-09
  • [学会発表] Statistical Estimation of Non-Uniform Distribution of Dendritic Membrane Properties2011

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Omori, Toru Aonishi, Masato Okada
    • 学会等名
      Japan-Germany Joint Workshop on Computational Neuroscience
    • 発表場所
      恩納村(沖縄県)OISTシーサイドハウス
    • 年月日
      2011-03-03
  • [学会発表] Statistical Estimation of Non-Uniform Dendritic Membrane Properties2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Omori, Toru Aonishi, Masato Okada
    • 学会等名
      The Fourth International Neural Microcircuitry Conference, Signal Processing Mechanism of Cortical Neurons
    • 発表場所
      名護市(沖縄県)カヌチャリゾート
    • 年月日
      20100626-20100627
  • [学会発表] 樹状突起膜電位の時空間ダイナミクスを統計的に推定する2010

    • 著者名/発表者名
      大森敏明
    • 学会等名
      統計数理研究所研究会「神経科学と統計科学の対話」
    • 発表場所
      統計数理研究所(東京都)
    • 年月日
      2010-12-19
  • [学会発表] Switch of Encoding Characteristics in Single Neurons by Subthreshold and Suprathreshold Stimuli2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Omori, Toru Aonishi, Masato Okada
    • 学会等名
      40th Annual Meeting, Society for Neuroscience (Neuroscience 2010)
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2010-11-17
  • [学会発表] 樹状突起上に不均一に分布する膜応答特性の統計的推定2010

    • 著者名/発表者名
      大森敏明, 青西亨, 岡田真人
    • 学会等名
      計測自動制御学会第25回生体・生理工学シンポジウム(BPES 2010)
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] Opening Remarks : "Dynamic Clamp : Bridging between Theory and Experiment"2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Omori
    • 学会等名
      Joint Conference of the 33rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, the 53rd Annual Meeting of the Japanese Society for Neurochemistry, and the 20th Annual Meeting of Japanese Neural Network Society (Neuro2010)
    • 発表場所
      Kobe Convention Center, Kobe, Japan
    • 年月日
      2010-09-04
  • [学会発表] 位相応答曲線測定のためのベイズ統計手法とダイナミッククランプ技術2010

    • 著者名/発表者名
      青西亨, 角田敬正, 大森敏明, 岡田真人, 宮川博義, 太田桂輔
    • 学会等名
      第33回日本神経科学大会第53回日本神経化学学会大会第20回日本神経回路学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県)
    • 年月日
      2010-09-04
  • [学会発表] Spike triggered covarianceによる神経振動子の特徴空間導出2010

    • 著者名/発表者名
      太田桂輔, 大森敏明, 渡辺重夫, 宮川博義, 岡田真人, 青西亨
    • 学会等名
      第33回日本神経科学大会第53回日本神経化学学会大会第20回日本神経回路学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県)
    • 年月日
      2010-09-04
  • [学会発表] カルシウムイメージング時系列データから細胞内Ca2+濃度の統計的定量化2010

    • 著者名/発表者名
      角田敬正, 大森敏明, 宮川博義, 岡田真人, 青西亨
    • 学会等名
      第33回日本神経科学大会第53回日本神経化学学会大会第20回日本神経回路学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県)
    • 年月日
      2010-09-04
  • [学会発表] 樹状突起上に不均一に分布する膜応答特牲の統計的推定2010

    • 著者名/発表者名
      大森敏明, 青西亨, 岡田真人
    • 学会等名
      第33回日本神経科学大会第53回日本神経化学学会大会第20回日本神経回路学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県)
    • 年月日
      2010-09-02
  • [学会発表] イメージングデータからの神経樹状突起ダイナミクスの抽出2010

    • 著者名/発表者名
      大森敏明
    • 学会等名
      第3回学融合ビジュアライゼーションシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学武田ホール(東京都)
    • 年月日
      2010-05-17
  • [備考]

    • URL

      http://mns.k.u-tokyo.ac.jp/~omori/

  • [備考]

    • URL

      http://researchmap.jp/omori/

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公開日: 2012-07-19  

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