ニューラルネットワークの対称.非対称構造における認知.記憶機構の計算論的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

生物系のニューラルネットワークの構造と機能の関係は情報処理の基本的問題であり、今後もこの二つの関係に注目して脳の神経系の研究が進むものと思われる。ネットワークの構造に関して、大まかに見れば、多数の細胞からなる並列処理が特徴とされるが、それらを形成する小さなネットワークは対称構造であったり、非対称構造をとっている。生物のニューラルネットのダイナミックスを考えれば構造とその構造を作る細胞の関係を捉らえることが大切となる。本研究では、はじめにニューラルネットワークの非対称構造および対称構造のネットワークに大別した。生物ニューラルネットワークの非対称構造として網膜レベルではReichardらのFlyの視覚系のニューラルネットの研究、更にBarlowとLevickによるrabbitの網膜の方向性を持った動きに対する細胞の検出の研究、VictorとShapleyによるcatの網膜の非線形性を持つY型細胞の研究、そしてNakaらによるcatfishの網膜の非線形性を持つ細胞と非対称性の回路の構成など興味のある研究をもとに、どのようにすればニューラルネットの回路構成(構造)と機能が分かるかという問題に取り組んだ。このとき、VictorとShapleyは非線形特性として、2次成分、4次成分などの偶数次の非線形成分が見られること、3次成分はほとんど、その成分の割合が少ないことなどを実験的に明らかにした。本研究ではNakaらのcatfishの網膜の非線形性を含む非対称構造およびVictorとShapleyらのcatの非線形性の性質を説明する非線形性を含む非対称構造のネットワークを解析し、そのダイナミックスを明らかにした。