物理系における動的な情報表現に関する数理統計学的研究

物理系统动态信息表示的数理统计研究

• 批准号: 15740236
• 负责人: 中尾 裕也
• 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 Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740236/
• 关键词: 情報表現; 統計推定理論; 結合振動子系; 独立成分分析; 位相同期; 縮約理論; 時空カオス; 位相同期現象; 量子情報理論; ニューロンの発火精度

本研究では物理系を外部入力の情報を表現する媒体と捉え、特にその動的な側面に注目して理論的に解析することを目的としている。この目的のもとに、今年度は主として3つの研究テーマに関して理論および数値解析を行った。まず、昨年度に引き続き、既に研究を進めつつある位相振動子系による情報表現過程を詳しく解析した。この系は脳の神経回路網が外部刺激に応じた入力を受け、その情報を神経細胞のスパイクの発火タイミングによって表現している状況のごく簡単なモデルであり、従来のニューロンの確率発火モデルをより現実的に拡張したものである。系の情報表現効率の定量化には、数理統計学においてパラメータの推定精度に理論的限界を与える量として重要なFisher情報量を用い、特に系の非定常状態に重点を置いた。その結果、特に系の示す動的過程において、系の情報表現効率が大幅に向上することを見いだした。この結果を論文として公表した。また、やはり昨年度より研究を進めている、変動電流入力によるニューロンのスパイク生成タイミングの向上現象に関する理論解析を発展させた。既にニューロンが変動電信信号入力を受けた状況においては、この現象のメカニズムを理論的に解明していたが、この結果をランダムインパルス入力および区分定数変動信号入力を受ける場合に一般化し、また数学的な定式化の面でも洗練させた。その結果をふたつの論文および学会研究会等で公表した。さらに、非平衡散逸系の示す複雑な挙動から客観的にそのダイナミクスを抽出するという手法のひとつとして、結合振動子系の示す時空カオス状態に対して、信号処理やニューラルネットの分野で開発された独立成分分析法を適用した。その結果、系の特徴を良く反映した基底関数が得られ、また抽出された信号成分が系のダイナミクスを適切に記述していることが示された。この結果も論文および学会にて公表した。

This study で は physics を external の intelligence into force を performance す る media と catch え, に そ の move な side に attention し に て theory analytical す る こ と を purpose と し て い る. こ の purpose の も と に, our は と し て 3 つ の research テ ー マ に masato し て theory お よ び line the numerical analytical を っ た. ま ず, yesterday's annual に き 続 き, both を に research into め つ つ あ る phase oscillator is に よ る を intelligence performance process detailed し く parsing し た. こ の is は 脳 の 経 god back to the road network が external stimuli に 応 じ た を into force by け, そ の intelligence を god 経 cells の ス パ イ ク の 発 fire タ イ ミ ン グ に よ っ て performance し て い る condition の ご く Jane 単 な モ デ ル で あ り, 従 の ニ ュ ー ロ ン の probabilistic 発 fire モ デ ル を よ り presently be に company, zhang し た も の で あ る. Working rate の is の intelligence performance quantitative に は, mathematics statistics に お い て パ ラ メ ー タ の に presumption of precision theory limit を and え る quantity と し て important な を Fisher information quantity with い, に is の unsteady state に key を set い た. そ の results, に is の す move in the process of に お い て, performance is の intelligence services rate が に sharply upward す る こ と を see い だ し た. Youdaoplaceholder0 results を paper と て て public table た た. ま た, や は り yesterday annual よ を り research into め て い る, - dynamic electricity into force に よ る ニ ュ ー ロ ン の ス パ イ ク generated タ イ ミ ン グ の up phenomenon に masato す る theory analytical を 発 exhibition さ せ た. Both に ニ ュ ー ロ ン が - dynamic telecommunications signals into force を by け た condition に お い て は, こ の phenomenon の メ カ ニ ズ ム に を theory explain し て い た が, こ の results を ラ ン ダ ム イ ン パ ル ス お into force よ び distinguish destiny - dynamic signal into the force を by け に generalization し, ま る occasions た mathematical な demean の surface で も washs practice さ せ た. Youdaoplaceholder0 そ results をふた をふた で で papers および societies, research societies, etc. で public statements た. さ ら に and non-equilibrium dissipation is の す complex 雑 な 挙 dynamic か ら guest 観 に そ の ダ イ ナ ミ ク ス を spare す る と い う gimmick の ひ と つ と し て, combined with vibrator is の す space-time カ オ ス state に し seaborne て, signal 処 や ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト の eset で open 発 さ れ た を apply independent component analysis (し た. そ の results, is の 徴 を good く reflect し た basal masato number が must ら れ, ま た spare さ れ た signal component が is の ダ イ ナ ミ ク ス を appropriate account に し て い る こ と が shown さ れ た. Youdaoplaceholder0 result a thesis および society にて public table た た.

项目成果

Synchrony of neural Oscillators induced by random telegraphic current

随机电报电流引起的神经振荡器的同步

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review E 71
• 作者: Ken Nagai;Hiroya Nakao;Yasuhiro Tsubo
• 通讯作者: Yasuhiro Tsubo