エピソード記憶形成の一過程としてのカントールコーディングの実証モデル

点击翻译按钮获取中文摘要

次の三点の成果があった。(1)中隔核の抑制性ニューロンからの海馬CA1、CA3抑制性ニューロンへの脱抑制が周期的に入力されると仮定する。海馬CA1のニューロンモデルをシグモイド関数とする。CA1ニューラルネットの構造は局所的であるとすると、次の定理が得られる。定理 k個の異なる信号が必ず存在して、それらの任意の時系列に対してCA1錐体細胞の膜電位の空間にオーバーラップのないカントルコードが実現できる。このとき、これを実現するニューロンの個数Mはカントルコードの深さ(記憶できる時系列の履歴の長さ)d、信号の種類kに対して、M=1.5(d-1)(k-1)k^<d-1>で与えられる。ただし、ここでのカントルコーディングはカントル集合そのものへのコードではなく、時系列情報の空間への階層的なコードのことを意味する。(2)CA1モデルとして反回性結合のない錐体細胞にシャーファー側枝が結合したネットワークを考える。各ニューロンは2-コンパートメントとして結合微分方程式系で構成した。まず、AMPAチャネルの効果のみを調べた。ある一定時間ごとにランダムに選ばれた複数のパターンを入力し、一周期にわたる各ニューロンの平均膜電位、最大膜電位などを変数にとり、ニューラルネットの膜電位空間の構造を調べた。その結果、入力時系列が階層的にカントル集合上にコードされていることがわかった。(3)玉川大学福島氏による第一段階の予備実験によって、カントル集合様の神経活動が観測された。同様のものは、(2)のモデルニューロンにおいて実験と同条件にしたときにも見出された。