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2011 Fiscal Year Annual Research Report

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

Administrative Group

Project AreaThe study on the neural dynamics for understanding communication in terms of complex hetero systems
Project/Area Number 21120001
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

津田 一郎  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (10207384)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西浦 康政  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00131277)
大森 隆司  玉川大学, 工学部, 教授 (50143384)
水原 啓暁  京都大学, 情報学研究科, 講師 (30392137)
Keywords複雑系科学 / 数理物理 / 情報工学 / 脳神経科学
Research Abstract

高次霊長類に特徴的な認知機能であるコミュニケーションの脳内神経機構を複雑数理システム論によって解明し、「コミュニケーション神経情報学」という新領域を確立することが本研究の全体を通した目的である。そのために、A.数理システム論、B.ヘテロ脳内システム間相互作用、C.個体間相互作用の3研究項目をたて、それぞれに複数の研究項目を配置し、共同研究を行いやすくする。特に、理論と実験の共同研究を推進していく。このために本年度は次の計画を立て組織づくりを行った。コミュニケーションに伴う脳のダイナミクスを引き込み協調とカオス的遍歴により解釈していく枠組みを確立するために、理論班内の討論を企画し、複数のグループにおいて理論と実験の協働研究を推進した。さらに、アウトリーチ活動が広報並びに次世代若手研究者養成に有効であるという観点から今年度は玉川大学において高校生を対象に理科教室を行った。これらの研究活動の発表の場としてDynamic Brain Forum(DBF)を開催し、国際的なレベルでの討論を行った。
・ICCN2011を共同開催し、その中でDynamic Brain Forum(DBF)を企画、運営した。
・玉川大学にて高校生理科教室を開催した。
・津田班と水原班の共同実験の準備を行った。
・金子班と山口班、西浦班と山口班の共同研究を推進した。
・橋本班と奥田班の共同研究を開始し、そのための研究支援を行った。
・計画班と公募班の共同研究を推進するために全体会議を行った。
・包括脳ネットワーク活動に参加し、小松新学術領域、柿木新学術領域と合同シンポジウムを開催した。
・これらを円滑に進めるために幹事会、総括班会議を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予想以上に進展した研究と予定より少し遅れ気味の研究がある。予想以上に進展したものは、総括班で練り上げた橋本班の行動実験の成功と橋本班と奥田班の共同研究を開始し、実際の脳活動の測定に入った点である。総括班としてこれを支援できたことは予想を超えていた。また、理論の若手研究者の実験班への派遣は予想を超えて成果があがった。他方、遅れ気味のものは理論班と実験班、特に計画班と公募班の実験との共同研究の推進である。全体としては予想通り順調に進行していると言える。

Strategy for Future Research Activity

次年度からは新しい公募班が加わることで、計画班と公募班の共同研究、特に理論と公募班の実験との共同研究を推進する体制が整ってきた。また、実験結果を受けて脳活動データの解析に対して理論班が活躍し新しいコミュニケーション理論を確立できるように総括班が研究支援を展開していく。

  • Research Products

    (26 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (17 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Chaotic Dynamics, Episodic Memory, and Self-identity2011

    • Author(s)
      I.Tsuda
    • Journal Title

      Advances in Cognitive Neurodynamics (II) : Proceedings of the Second international Conference on Cognitive Neurodynamics-2009

      Pages: 11-28

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Top-down Mechanism of Perception : A Scenario on the Role for Layer 1 and 2/3 Projections Viewed from Dynamical Systems Theory2011

    • Author(s)
      Hiroshi Fujii
    • Journal Title

      Advances in Cognitive Neurodynamics (II) : Proceedings of the Second International Conference on Cognitive Neurodynamics-2009

      Pages: 79-84

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Representation of Time-series by a Self-similar Set in a Model of Hippocampal CA12011

    • Author(s)
      Y.Yamaguti
    • Journal Title

      Advances in Cognitive Neurodynamics (II) : Proceedings of the Second International Conference on Cognitive Neurodynamics-2009

      Pages: 97-101

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Emergence of Iterated Function Systems in the Hippocampal CA12011

    • Author(s)
      S.Kuroda
    • Journal Title

      Advances in Cognitive Neurodynamics (II) : Proceedings ot the Second International Conference on Cognitive Neurodynamics-2009

      Pages: 103-106

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A New Role for Attentional Corticopetal Acetylcholine in Cortical Memory Dynamics2011

    • Author(s)
      Hiroshi Fujii
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings "International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics 2011"

      Volume: 1389 Pages: 1340-1343

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Information Theoretic Approach to Dynamical Systems of Heterogeneously Interacting Chaotic Oscillators2011

    • Author(s)
      Yutaka Yamaguti
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings "International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics 2011"

      Volume: 1389 Pages: 1361-1364

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Communicating brains : the origin of mind2012

    • Author(s)
      Ichiro Tsuda
    • Organizer
      Dynamics of Complex Systems 2012
    • Place of Presentation
      Faculty of Science, Hokkaido University(札幌市)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-08
  • [Presentation] Cantor sets meet the brain2011

    • Author(s)
      Ichiro Tsuda
    • Organizer
      "Chaos in the brain", Laboratoire ETIS-Equipe NeuroCybernetique-UMR CNRS 8051
    • Place of Presentation
      Universite de Cergy-Pontoise, Cergy-Pontoise (France)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-29
  • [Presentation] ヘテロ相互作用系における情報伝達構造2011

    • Author(s)
      山口裕
    • Organizer
      国際高等研究所研究プロジェクト「諸科学の共通言語としての数学の発掘と数理科学への展開」2011年度第2回研究会
    • Place of Presentation
      国際高等研究所(京都府)
    • Year and Date
      2011-10-14
  • [Presentation] Information Theoretic Approach to Dynamical Systems of Heterogeneously Interacting Chaotic Oscillators2011

    • Author(s)
      Yutaka Yamaguti
    • Organizer
      9th International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics
    • Place of Presentation
      Halkldiki (Greece)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-23
  • [Presentation] A New Role for Attentional Corticopetal Acetylcholine in Cortical Memory Dynamics2011

    • Author(s)
      Hiroshi Fujii
    • Organizer
      9th International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics
    • Place of Presentation
      Halkidiki (Greece)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-23
  • [Presentation] Switching of directions of information flows as a model of hetero-interactions in the neocortex2011

    • Author(s)
      Yutaka Yamaguti
    • Organizer
      The 34th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] Dynamical analysis on copying-and-identifying process : toward the understanding of mirror-neuron systems2011

    • Author(s)
      Ichiro Tsuda
    • Organizer
      The 34th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] Chaotic itinerancy-like memory retrieval in the neural networks of Pinsky-Rinzel type of neurons2011

    • Author(s)
      Hiromichi Tsukada
    • Organizer
      The 34th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-09-15
  • [Presentation] コミュニケーションにおける意味創造:記憶、学習、ミラーシステム、判断の素過程2011

    • Author(s)
      津田一郎
    • Organizer
      国際高等研究所研究プロジェクト「諸科学の共通言語としての数学の発掘と数理科学への展開」2011年度第1回研究会
    • Place of Presentation
      国際高等研究所(京都府)
    • Year and Date
      2011-07-01
  • [Presentation] Towards understanding of neural dynamics in communicating brains2011

    • Author(s)
      Ichiro Tsuda
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics (ICCN' 11)
    • Place of Presentation
      Hilton Niseko (Hokkaido)
    • Year and Date
      2011-06-10
  • [Presentation] Attentional Cholinergic Projections May Induce Transitions of Attractor Landscape via Presynaptic Modulations of Connectivity2011

    • Author(s)
      Hiroshi Fujii
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics (ICCN' 11)
    • Place of Presentation
      Hilton Niseko (Hokkaido)
    • Year and Date
      2011-06-10
  • [Presentation] A Communicative Model : Can We Interpret Neural Dynamics of Understanding?2011

    • Author(s)
      Yongtao Li
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics (ICCN' 11)
    • Place of Presentation
      Hilton Niseko (Hokkaido)
    • Year and Date
      2011-06-10
  • [Presentation] Transitory memory retrieval in the neural networks composed of Pinsky-Rinzel model neurons2011

    • Author(s)
      Hiromichi Tsukada
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics (ICCN' 11)
    • Place of Presentation
      Hilton Niseko (Hokkaido)
    • Year and Date
      2011-06-10
  • [Presentation] Inhibitory network dependency in Cantor coding2011

    • Author(s)
      Yasuhiro Fukushima
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics (ICCN' 11)
    • Place of Presentation
      Hilton Niseko (Hokkaido)
    • Year and Date
      2011-06-10
  • [Presentation] Spontaneous switching of the direction of information flow2011

    • Author(s)
      Yutaka Yamaguti
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Cognitive Neurodynamlcs (ICCN' 11)
    • Place of Presentation
      Hilton Niseko (Hokkaido)
    • Year and Date
      2011-06-10
  • [Presentation] コミュニケーションする脳?-そのヘテロ複雑システム的理解-2011

    • Author(s)
      津田一郎
    • Organizer
      非線形科学コロキウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-24
  • [Presentation] 脳における伝達創成機構解明のための数理的アプローチ2011

    • Author(s)
      津田一郎
    • Organizer
      ダイナミック・ブレイン研究会-New Trends of Dynamic Brain Research-
    • Place of Presentation
      中伊豆ワイナリーヒルズ(静岡県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-04-30
  • [Book] 脳はいかにして心を創るのか-神経回路網のカオスが生み出す志向性・意味・自由意志(ウォルター・J・フリーマン著)2011

    • Author(s)
      浅野孝雄訳、津田一郎校閲
    • Total Pages
      294
    • Publisher
      産業図書
  • [Remarks]

    • URL

      http://cls.es.hokudai.ac.jp/~tsuda/index.html

  • [Remarks]

    • URL

      http://dynamic-brain.jp/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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