発火タイミングの相関と神経回路ダイナミクスの相互作用による機能発現

通过放电时序相关性和神经回路动力学之间的相互作用进行功能表达

• 批准号: 15016060
• 负责人: 青柳 富誌生
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15016060/
• 关键词: 同期現象; テンポラルコーディング; 同期発火; 行動; 注意; 連想記憶; 競合学習

最近の生理学実験の結果から、神経ネットワークの発火の相関が視覚刺激の情報統合や注意の切り替え等の高次機能に重要な役割を果たしている可能性が示されている。本研究では、[1]神経ネットワークがどのように発火相関を制御するのか?[2]逆に、現時点で系統的な数理モデルの研究がほとんど無い、発火相関が神経ネットワークの機能を制御できるのか?という双方向の機構を理論的に検証し、最終的に両者の自律分散的な協調過程を通じて高度な機能が実現するメカニズムを探ることが目的である。現時点では、[1]に関して、大脳皮質に広く偏在している同種の抑制性ニューロン間のギャップ結合の存在意義について、多様な発火パターンの実現という観点から理論的に説明を試みた。結果として、抑制ニューロン間に通常の化学シナプス,結合とギャップ結合が共存することで、その結合強度比を生理学的に妥当な範囲で調整することにより、同期・非同期状態を多様に実現できることが解析により示された。[2]に関しては、例えば、カラム形成に重要な競合型神経回路網において、入力の発火タイミングの相関により機能を制御可能である点を理論的に示した。また、更に大脳皮質の回路構造を基礎に連想記憶モデルを構成し、想起パターンの切り替えが同期発火入力により制御可能である点を示した。これは、同期発火が神経活動の切り替わり(すなわち行動の切り替え等)の為のシグナルになり得る点を示した興味深い結果である。

Recent physiological findings indicate the possibility of a higher order function, such as visual stimulation, information integration, and attention switching. This study is aimed at [1] the control of the relationship between mental health and development. [2]A study of mathematical models of inverse and present systems. The two-way mechanism theory of self-regulation and coordination process through the high degree of function to achieve the goal of exploration The present point is related to [1], the large cortex is biased in the same kind of inhibitory, inter-temporal, and existential significance of the combination, and the multi-dimensional fire is realized in the middle of the theoretical explanation. The results show that the normal chemical state of the inhibition and inhibition of the interaction, the combination of the binding and the blue shift, the combination intensity ratio and the physiological adjustment of the appropriate range of the interaction, the synchronization and non-synchronization state, and the analysis of the interaction. [2]For example, the formation of a network of important competing neural networks, the introduction of fire and related functions, the possibility of control, and the theoretical implications. In addition, the circuit structure of the large cortex is based on the structure of the memory, the memory is replaced by the power of the synchronous fire, and the control is possible. This is the first time that a person has ever been involved in a mental activity.

项目成果

Masaki Nomura, Tomoki Fukai, Toshio Aoyagi: "Gamma frequency synchronization in a local cortical network model, Masaki Nomura"Neurocomputing. (in press).

Masaki Nomura、Tomoki Fukai、Toshio Aoyagi：“局部皮质网络模型中的伽马频率同步，Masaki Nomura”神经计算。

Masaki Nomura, Toshio Aoyagi, Masato Okada: "Two-level hierarchy with sparsely and temporally coded patterns"Neural Networks. 16. 947-954 (2003)

Masaki Nomura、Toshio Aoyagi、Masato Okada：“具有稀疏和时间编码模式的两级层次结构”神经网络。

Masaki, Nomura, Tomoki Fukai, Toshio Aoagi: "Synchrony of Fast-Spiking Interneurons Interconnected by GABAergic and Electrical Synapses"Neural Computation. 15. 2179-2198 (2003)

Masaki、Nomura、Tomoki Fukai、Toshio Aoagi：“通过 GABA 能和电突触互连的快速尖峰中间神经元的同步”神经计算。

Toshio Aoyagi, Takashi Takekawa, Tomoki Fukai: "Gamma Rhythmic Bursts : Coherence Control in Networks of Cortical Pyramidal Neurons"Neural Computation. 15. 1035-1061 (2003)

Toshio Aoyagi、Takashi Takekawa、Tomoki Fukai：“伽马节律爆发：皮质锥体神经元网络中的一致性控制”神经计算。

Takashi Takekawa, Toshio Aoyagi, Tomoki Fukai: "Influences of synaptic locations on the synchronization through rhythmic bursting"Network : Computation in Neural Systems. 15. 1-12 (2004)

Takashi Takekawa、Toshio Aoyagi、Tomoki Fukai：“突触位置通过节奏爆发对同步的影响”网络：神经系统中的计算。