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Mathematical Modeling of Neural Information Processing Based on Presynapitc Control and its Applications to Engineering

基于突触前控制的神经信息处理数学建模及其工程应用

基本信息

批准号：
20246026
负责人：
AIHARA Kazuyuki
金额：
$ 30.78万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008-04-08 至 2013-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

This study aims to derive mathematical models of presynaptic control found in the brain, analyse neural information processing mechanisms based on presynaptic control, and view its possible applications to engineering. First, we have proposed a neural network model with breakdown of Dale's principle caused by presynaptic excitatory inhibitory-synapses. In addition, regarding short-term synaptic plasticity, we have estimated parameters such as time constants from physiological data, and proposed a hypothesis on how short-term plasticity modulates corticospinal information flow. Further, we have explored the relation between the presynaptic control and higher brain functions such as attension, memory and excessive synchronization. Finally, on the basis of these results, we have considered possible engineering applications of the related higher brain functions such as memory and attention.

本研究旨在推导脑内突触前控制的数学模型，分析基于突触前控制的神经信息处理机制，并展望其在工程上的可能应用。首先，我们提出了一个突触前兴奋性抑制性突触破坏Dale‘s原理的神经网络模型。此外，对于短期突触可塑性，我们从生理数据中估计了时间常数等参数，并提出了短期可塑性如何调节皮质脊髓信息流的假说。此外，我们还探讨了突触前控制与注意、记忆和过度同步等高级脑功能之间的关系。最后，在这些结果的基础上，我们考虑了相关的高级大脑功能，如记忆和注意力，可能的工程应用。

项目成果

期刊论文数量（56）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

生物界の複雑系の眺め方,複雑系数理解析初級講座

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DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
M.Shiro;Y.Hirata;K.Aihara;合原一幸
通讯作者：
合原一幸

Possible Roles of Pre-synaptic Connections in Neural Circuits

突触前连接在神经回路中的可能作用

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Proceedings of Thirteenth International Symposium on Artificial life and Robotics
影响因子：
0
作者：
小島領太;他;T.Ono;H. Watanabe and K. Aihara
通讯作者：
H. Watanabe and K. Aihara

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