大脳皮質コラムの並列挙動の制御のための神経可塑機構の解明

阐明控制大脑皮层柱平行行为的神经可塑性机制

• 批准号: 02255206
• 负责人: 中村 清彦
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02255206/
• 关键词: 並列処理; 大脳皮質; 可塑性; 神経細胞集団; 報酬系

動物が報酬を得ながら特定の行動を学習する神経機構とその数学的記述を考察した。未知の外界におかれた動物が報酬によって学習を実行できるためには、次の2つの機能をもつことが必要となる。(1)多様な試行を生成する機能。(2)報酬に基づいて試行の中から適切な行動を見出せる機能。これらの機能が視床ー視床下部ー大脳皮質系の神経回路によって実現されている可能性を示すために、神経解剖学および生理学デ-タに基づき、この系の神経回路の数理モデルを構築し、その計算機シミュレ-ションを行なった。脳は情報処理機械として次のような優れた特性をもつ。(1)構成素子としての神経細胞の応答時間が比較的長い(最短で数ミリ秒)にもかかわらず、充分な学習訓練によって2〜3百ミリ秒の応答時間を実現できる。(2)ノイズや部分的破壊に対して強い頑健性をもつ。これらの特性が上記の神経系によって実現されていることを定量的に検証するために数理神経回路モデルを以下のように構築した。回路の各ノ-ドは同種の多数の細胞からなる神経細胞集団とする。各細胞の膜電位変化をHodgkinーHuxley回路で与え、細胞集団の入出力線維の興奮の空間平均を入出力変数とする。系のパラメ-タの値を生理学デ-タに基づいて設定したとき細胞集団は数ミリ秒の時間差を充分な頑健性をもって検知できることを示した。現在、上記の系の神経回路が各皮質コラムの興奮タイミングを数ミリ秒オ-ダ-で調節しながら全体として効率の良い並列演算をする機構として働くという仮説の下にその解析的証明および計算機シミュレ-ションを行なっている。

Animals が rewards を ながら specific <s:1> actions を learning する economic institutions とそ <s:1> accounts of mathematics を investigation た Unknown の に お か れ た animal が remuneration に よ っ て learning を line be で き る た め に は, の 2 つ の function を も つ こ と が necessary と な る. (1) Try multiple な to generate を function. (2) Remuneration: に basis づ て て in the trial of ら appropriate な action を shows せる function. こ れ ら の function が recognizing the bed ー bed bottom ー big 脳 cortex is の god 経 loop に よ っ て be presently さ れ て い を る possibility in す た め に, god 経 anatomy お よ び physiology デ - タ に base づ き, こ の is の god 経 loop の mathematical モ デ ル を constructing し, そ の computer シ ミ ュ レ - シ ョ ン を line な っ た. Youdaoplaceholder0 脳 intelligence processing machinery と と て て sub-よ うな ような superior れた characteristics を 脳 脳. (1) constitute element child と し て の god 経 cells の 応 が comparison of a time long い (the shortest で ミ リ seconds) に も か か わ ら ず training, fully な に よ っ て 2 ~ 300 ミ リ seconds の 応 を a time be presently で き る. (2) The breaking of the 壊に in the ノ and ズや parts is highly persistent against the て and を and ズや. こ れ ら の features が written の god 経 department に よ っ て be presently さ れ て い る こ と を quantitative に 検 card す る た め に mathematical god 経 loop モ デ ル を following の よ う に build し た. The circuit <s:1> each ノ-ド of the same species <s:1> most <s:1> cells とする らなる Shinto cell group とする. The <s:1> membrane potential variation of each cell をHodgkin <s:1> Huxley circuit で and え, and the <s:1> input and output line dimension <s:1> excitation <e:1> space average を input and output variation とする of the cell cluster. Is の パ ラ メ - タ の numerical を physiology デ - タ に base づ い て set し た と き cells sets 団 は number ミ リ seconds の lag を fully な operations, sexual を も っ て 検 know で き る こ と を shown し た. Now, remember god の is の 経 loop が each cortical コ ラ ム の excited タ イ ミ ン グ を number ミ オ リ seconds - ダ - で adjust し な が ら all と し て good working rate の い tied for calculus を す る institutions と し て 働 く と い う 仮 said の に そ の analytic proof お よ び computer シ ミ ュ レ - シ ョ ン を line な っ て い る.

项目成果

Kiyohiko Nakamura,: "Neural TimeーResolution Depending on Waveform of Spikes." J.Theor.Biol.

Kiyohiko Nakamura，：“神经时间分辨率取决于尖峰波形。”J.Theor.Biol。

中村 清彦: "「極微小時間差検出の神経機構」" 神経回路学会全国大会講演論文集. 82 (1990)

Kiyohiko Nakamura：“‘检测极小时间差异的神经机制’”神经网络学会全国会议记录 82 (1990)。

Kiyohiko Nakamura: "Cerebral mechanism for rewardーmediated learning: a mathematical model of neuropopulational network plasticity." Biol.Cybern.63. 1-13 (1990)

Kiyohiko Nakamura：“奖励介导学习的大脑机制：神经群体网络可塑性的数学模型。” Biol.Cyber​​n.63 (1990)。