Spatio-temporally coding and integrating different sources of information from the view point of nonlinear systems theory

从非线性系统理论的角度对不同信息源进行时空编码与整合

• 批准号: 17022012
• 负责人: AIHARA Kazuyuki
• 金额: $ 36.48万
• 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 on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17022012/
• 关键词: 数理モデル; 脳・神経; 数理工学; 生体情報学; 神経科学; 情報統合; モデル化; 生体生命情報学; 脳; 非線形解析; 脱分極性GABA; STDP; 情報コーディング; ニューロンモデル

This study aimed at understanding information integration within the brain from the viewpoint of nonlinear systems theory by describing its information coding mechanisms and nonlinear dynamics with mathematical models. We showed that integration of visual and auditory information can be explained by Bayesian estimation containing a binary parameter showing whether the two pieces of information came from the same source or not. In addition, we proposed methods for analyzing neural spike train data, and developed a method for inferring directional couplings between two regions/areas in the brain. Further, we pointed out the possibility that instability is effectively used in information processing in the brain.

本研究旨在从非线性系统理论的观点出发，通过数学模型描述其信息编码机制和非线性动力学，来理解大脑内部的信息集成。我们证明了视觉和听觉信息的整合可以用贝叶斯估计来解释，贝叶斯估计包含一个二进制参数，显示两个信息是否来自同一来源。此外，我们提出了分析神经尖峰序列数据的方法，并开发了一种推断大脑中两个区域/区域之间定向耦合的方法。此外，我们指出了不稳定性在大脑信息处理中被有效利用的可能性。

项目成果

"Controlling Chaos in a Chaotic Neural Network", in 'Recent Progress in Controlling Chaos (Series on Stability, Vibration and Control of Systems : Series B),' (Eds : M.A.F.Sanjuan and C.Grebogi)

“控制混沌神经网络中的混沌”，载于“控制混沌的最新进展（系统稳定性、振动和控制系列：B 系列）”（编辑：M.A.F.Sanjuan 和 C.Grebogi）

• 发表时间: 2010
• 作者: G.He;P.Zhu;J.Kuroiwa;K.Aihara(分担執筆)
• 通讯作者: K.Aihara(分担執筆)

Roles of Inhibitory Neurons in Rewiring-Induced Synchronization in Pulse-Coupled Neural Networks

• DOI: 10.1162/neco.2010.04-09-997
• 发表时间: 2010-05
• 期刊: Neural Computation
• 影响因子: 2.9
• 作者: T. Kanamaru;K. Aihara

第3章 数学で脳に迫る 脳数理工学

第三章 通过数学走近大脑：脑数学工程

• 发表时间: 2008
• 期刊: 数理工学最新ツアーガイド(日本評論社, 163, 分担執筆)
• 作者: 合原一幸;鈴木秀幸
• 通讯作者: 鈴木秀幸

Modeling Birdsong Learning with a Chaotic Elman Network

使用混沌 Elman 网络对鸟鸣学习进行建模

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Artificial Life and Robotics 11
• 作者: Funabashi;M. & Aihara;K.
• 通讯作者: K.

Dynamic switching of neural codes in networks with gap junctions

间隙连接网络中神经代码的动态切换

• 发表时间: 2006
• 期刊: Neural Networks 19
• 作者: Katori;Y.;Masuda;N.;Aihara;K.
• 通讯作者: K.