ダイナミカル・アセンブリー仮説-その数理的・生理学的検証

この研究は、脳認知系において符号化と情報表現の原理を最近の生理学的知見と理論的側面から再検証を行うことを目的とする。とりわけ、発火率コード(1次統計符号化)とは異なる、時空間符号化(高次統計符号化)が情報の基本コードである可能性を実験的、理論的に検証することが課題である。具体的なテーマとして、次の項目について研究を行った。I. 理論的接近 a、 認知系の基本コードにかんする数理的研究b、 時空間ダイナミクスの抽像-動的細胞集成体仮説c、 時空間コーディグの原理-理論モデルによる研究II. 実験的接近 d、 Tetrode電極による多重ユニット細胞外記録法の開発と、統計的記述方法、データ解析手段の開発e、 Tetrode多重電極による麻酔下のネコの外側膝状体における振動的発火、研究項目a、bを中心に、動的細胞集成体仮説の提唱を論文「1」で行った。論文「2」(速報)では、コーディングのレベルからバインディング問題やシンボル間の階層構造の動的な形成といった問題の理論モデルによる研究を行った。最近の生理学的知見として、脳認知系神経細胞の入力の同時性の検知器性が注目されている。このことを基礎にした時空間符号化概念に基づく「動的細胞集成体仮説」の立場から、実際にCoincidence Detector系がつくる動的細胞集成体がどのように稼働し、また情報の統合にかんするバインディング問題などを解くことが出来るかということを、視覚系の概念モデルを構成することにより示した。1次元視覚刺激の位置に関する完全な不変コーディングと、「色」と「形」に関する動的結合(dynamic binding)を実現するネットワークモデルを、そのシミュレーション結果とともに示した。

この研究は、脳認知系において符号化と情報表現の原理を最近の生理学的知見と理論的側面から再検証を行うことを目的とする。とりわけ、発火率コード(1次統計符号化)とは異なる、時空間符号化(高次統計符号化)が情報の基本コードである可能性を実験的、理論的に検証することが課題である。具体的なテーマとして、次の項目について研究を行った。I. 理論的接近 a、 認知系の基本コードにかんする数理的研究b、 時空間ダイナミクスの抽像-動的細胞集成体仮説c、 時空間コーディグの原理-理論モデルによる研究II. 実験的接近 d、 Tetrode電極による多重ユニット細胞外記録法の開発と、統計的記述方法、データ解析手段の開発e、 Tetrode多重電極による麻酔下のネコの外側膝状体における振動的発火、研究項目a、bを中心に、動的細胞集成体仮説の提唱を論文「1」で行った。論文「2」(速報)では、コーディングのレベルからバインディング問題やシンボル間の階層構造の動的な形成といった問題の理論モデルによる研究を行った。最近の生理学的知見として、脳認知系神経細胞の入力の同時性の検知器性が注目されている。このことを基礎にした時空間符号化概念に基づく「動的細胞集成体仮説」の立場から、実際にCoincidence Detector系がつくる動的細胞集成体がどのように稼働し、また情報の統合にかんするバインディング問題などを解くことが出来るかということを、視覚系の概念モデルを構成することにより示した。1次元視覚刺激の位置に関する完全な不変コーディングと、「色」と「形」に関する動的結合(dynamic binding)を実現するネットワークモデルを、そのシミュレーション結果とともに示した。