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2011 年度 実績報告書

メゾスコピック神経回路の働きを同定する大規模データ解

公募研究

研究領域メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤
研究課題/領域番号 23115510
研究機関京都大学

研究代表者

篠本 滋  京都大学, 理学研究科, 准教授 (60187383)

キーワード神経信号解析 / 状態空間法 / ベイズ推定
研究概要

本研究の目的は神経細胞の計測データから入力を推定するための状態空間解析法を確立することである,これは我々がこれまで培ってきたスパイク時系列分析のための状態空間解析(Shimokawa and Shinomoto,Neural. Computation, 2009)を発展させることにより可能となるが,今年度はまず単一ニューロンの膜電位の計測データから時間変動する興奮性入力と抑制性入力を推定する手法を確立した(Kobayashi,Shinomoto,and Lansky,Neural Computation,Neural Computation, 2011).この方法をさらに神経内部イオンチャンネルのパラメータの変動をとらえる方法へと改良を施した.また神経細胞の発火推定において最良のパフォーマンスを示したMAT modelにvoltage dependencyを導入し,Izhikevichの20種の発火パターンを再現することに成功した(Yamauchi, Kim, and Shinomoto Frontiers in Computational Neuroscience, 2011).ベイズ統計の手法を用いて,待ち時間タスクを行っているサルの神経信号から,サルが行動をとるタイミングを予測することが出来るようになった(Shinomoto et al.,Frontiers in Computational Neuroscience, 2011).

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

神経信号から内部状態を推定するという目的に対しては膜電位から入力信号を推定する研究がNeural Computationに出版され,多数のスパイク信号からサルの交合を推定するという研究はFrontiers in Computational Neuroscienceに出版されており,極めて順調に進んでいると考える.

今後の研究の推進方策

今後は膜電位ではなく神経スパイク信号から入力信号を推定するという方向への進展が見込まれ,すでに準備的な結果が得られつつある.マルチユニットデータも取得し,さらに詳細にわたる内部情報がとらえられると期待する.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Deciphering elapsed time and predicting action timing from neuronal population signals2011

    • 著者名/発表者名
      S.Shinomoto, T.Omi, A.Mita, H.Mushiake, K.Shima, Y.Matsuzaka, J.Tanji
    • 雑誌名

      Frontiers in Computational Neuroscience

      巻: 5 ページ: 29

    • DOI

      10.3389/fncom.2011.00029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of a time-dependent input from the voltage of leaky integrate fire neuron2011

    • 著者名/発表者名
      R.Kobayashi, S.Shinomoto, P.Lansky
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 23 ページ: 3070-3093

    • DOI

      10.1162/NECO_a_00205

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimizing time histograms for non-Poissonian spike trains2011

    • 著者名/発表者名
      T.Omi, S.Shinomoto
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 23 ページ: 3125-3144

    • DOI

      10.1162/NECO_a_00213

    • 査読あり
  • [学会発表] Firing rate estimation and spike train variability2011

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Shinomoto
    • 学会等名
      Annual Computational Neuroscience Meeting CNS*2011
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2011-07-23

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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