計算論的立場からの神経細胞集団の情報処理の解明

从计算的角度阐明神经元群体的信息处理

• 批准号: 12210159
• 负责人: 中原 裕之
• 金额: --
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12210159/
• 关键词: ポピュレーション・コーディング; 注意; 大脳基底核(Basal Ganglia); 運動系列の学習・制御; 強化学習; 自己組織化学習

本研究「計算論的立場からの神経細胞集団の情報処理の解明」の目標は、(I)実験解析手法の開発と(II)モデルによる現象の数理的解明の二つの視点から、(a)神経細胞の平均発火頻度に情報がのっているという立場(rate coding)と(b)より微細なスパイク列の構造に情報があるという立場(temporal coding)のそれぞれの立場から研究することにあった。その中で、本年度は特に、(I),(II)の(a)に関して研究を進めた。具体的には、(I)の(a)として神経集団による外部刺激の符号化という観点から研究を進めた。ここでは、フィシャー情報量という統計的な量に基づき、神経細胞の平均発火頻度の集合から外部刺激を復元する際に、どれ位正確に復元できるかということについて理論的解析を行なった。これは理論系の学会誌としては最も良いとされるNeural Computationに既に2本の論文が印刷中となっている。また、大脳基底核における尾状核での実験結果の解析を実際に行なっており、その一部は学会発表をすませ現在論文準備中である。(II)(a)としては、一つは、今述べた尾状核での実験解析に基づき、報酬信号に基づく自己組織化学習モデルの開発を行ない、このモデルが実験的結果を良く予測することを示せた。この研究は既に論文の投稿を終え、現在審査中である。また、大脳皮質-大脳基底核ループの逐次運動の学習・制御のモデルと実験結果の比較を行ない、その結果に関する論文が現在印刷中であり、また優れた論文を集めた権威ある図書に寄稿を行なった。

The purpose of this study, "The standpoint of computational theory and the interpretation of information processing in the cell cluster", (I) The development of analytical techniques, and (II) The purpose of this study Mathematical explanation of the による phenomenonの二つのViewpointから、(a) Divine cell average fire frequency informationがのっているという stance (rate coding)と(b)なスパイク线のstructural informationがあるというstand (temporal coding)のそれぞれのstandから研究することにあった.その中で、this year's special に、(I), (II)の(a)に关して研究を进めた. Specific には, (I) の(a) として神経集団によるsymbolization of external stimulation という観点から研究を进めた.ここでは, フィシャーinformation quantity というstatistics なquantity にbaseづき, and the average fire frequency of 神経cells の火狐外Analysis of the theory of partial stimulation and recovery of the body, and the analysis of the theory of recovery of the body and the correct recovery of the body position.これはTheoretical Department's Academic Journal of the としてはmost も好いとされるNeural Computation に久に2 this paper is in printing となっている.また、大脳Basal nucleus におけるcaudate nucleus での実験RESULT ANALYSIS を実间に行なっており、その一一は学発 table をすませNow the paper is being prepared である. (II) (a) としては, 一つは, Konshu caudate nucleus での実験analytic にbased づき, reward signal にbased づくThe results of self-organized learning of モデルの开発を行ない and このモデルが実験 are expected to be good and predictable. The submission of the thesis has been completed and is currently under review.また、大脳Cortex-大脳basal nucleus ループの sequential movement learning and control のモデルと実験 result comparison を行ない、そのRESULTS に关するpaperが is currently in print であり, また优れたpaperを集めた権伟ある図书に撒行なった.

项目成果

Wu S.,Nakahara H.,& Amari S.: "Population coding with correlation and an unfaithful model"Neural Computation. (印刷中). (2001)

Wu S.、Nakahara H. 和 Amari S.：“具有相关性的群体编码和不忠实模型”神经计算（出版中）。

Nakahara H.,Doya,K.& Hikosaka O.: "Parallel Cortico-Basal Ganglia Mechanisms for Acquisition and Execution of Visuo-Motor Sequences - A Computational Approach"Journal of Cognitive Neuroscience. (印刷中). (2001)

Nakahara H.、Doya, K. 和 Hikosaka O.：“用于获取和执行视觉运动序列的并行皮质基底神经节机制 - 一种计算方法”认知神经科学杂志（2001 年）。

伊藤秀昭,中原裕之,彦坂興秀,川越礼子,滝川順子,合原一幸: "尾状核ニューロン活動の記憶誘導性サッケードへの影響"第23回日本神経科学大会・第10回日本神経回路学会大会合同大会抄録集. 113-113 (2000)

Hideaki Ito、Hiroyuki Nakahara、Okihide Hikosaka、Reiko Kawagoe、Junko Takikawa、Kazuyuki Aihara：“尾状核神经元活动对记忆诱发的眼跳的影响”第 23 届日本神经科学会议/第 10 届日本神经网络学会会议联合会议摘要 113-113（ 2000)

中原裕之,銅谷賢治,彦坂興秀: "順序動作の学習の脳内ネットワーク"in「脳の科学」、vol22,No.10.星和書店. 11 (2000)

Hiroyuki Nakahara、Kenji Doya、Okihide Hikosaka：“用于学习顺序动作的大脑网络”，《脑科学》，第 22 卷，第 10 期。Seiwa Shoten 11 (2000)。

Nakahara H.,Wu,S.& Amari S.: "Attention modulation of neural tuning through peak and base rate"Neural Computation. (印刷中). (2001)

Nakahara H.、Wu, S. 和 Amari S.：“通过峰值和基础速率进行神经调节的注意力”神经计算（出版中）。