脳神経スパイク時系列データ解析に向けた統計解析手法の構築

脑神经棘波时间序列数据分析统计分析方法的构建

• 批准号: 08J00958
• 负责人: 下川 丈明
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00958/
• 关键词: スパイク時系列; ベイズ推定; 発火率; 不規則性; ガンマ分布

脳の構成単位である神経細胞の情報伝達はスパイク(神経発火)によって行われている.しかし,どのような形式でスパイク時系列に情報が符号化されているのかについては,いまだ明らかにされていない.そこで我々はスパイク時系列を特徴づける統計量について理論的な考察を行った.スパイク時系列の特徴としてまず挙げられるのが発火率(発火頻度)であり,それにある程度の情報が符号化されていることは広く認識されている.しかし,スパイク時系列は発火率だけで表されるわけではなく,それ以外の性質によっても特徴づけることができるだろう.発火率以外の特徴量としては以前からスパイク問間隔のバラつきの程度を表す「不規則性」が注目されていた.ここで発火率はスパイク間間隔分布の平均値(の逆数)として明確に定義されるのに対し,不規則性はスパイク間間隔分布のばらつきを表す量として経験的に考えられてきた量であり,どのような意味や利点をもつのかについては分かっていなかった.そこで,これらの統計量の関係を情報理論的な観点から捉え直すこととした.我々はスパイク間間隔分布を特徴付ける統計量の内,平均値(発火率)に情報幾何的に直交する統計量を求めた.情報幾何的に直交していれば推定の際に独立した情報を得ることができ,統計量の組の選び方として効率的であるといえる.そのような望ましい統計量を求めた結果,条件を満たすものは対数平均値のみであることを明らかにした.対数平均値は意味として不規則性と対応しており,そのため今回の結果は不規則性を対数平均値として再定義することを提案するものである.この研究成果は学術論文誌Journal of Computational Neuroscienceに掲載された.

The information transmission of neurons in different positions of the brain cells is different from that of normal cells. The information in the time series is symbolized, and the information in the form of a symbol is symbolized. A statistical study of the characteristics of time series. The characteristics of the time series are: the fire rate (fire frequency) of the fire series is: the information of the degree of the fire series is symbolized: the fire rate is: the fire rate: the fire rate: the fire rate: The fire rate of the fire series is different from that of the fire series, and the characteristics of the fire series are different. The characteristic quantity other than the fire rate is changed from the previous one to the degree of irregularity in the interval between the fire rates. The average value (inverse number) of the interval distribution of the ignition rate is clearly defined, and the irregularity is defined. The relationship between statistics and information theory. The average value of the statistics of the interval distribution of information is calculated. Information geometry is orthogonal to estimate the independence of the information, and statistics are selected from the group of factors. The result of the statistical analysis is that The average number of pairs means that the irregularity of the pair of pairs of pairs This research achievement was published in Journal of Computational Neuroscience.

项目成果

Relating neuronal firing patterns to functional differentiation of cerebral cortex.

• DOI: 10.1371/journal.pcbi.1000433
• 发表时间: 2009-07
• 期刊: PLoS computational biology
• 影响因子: 4.3
• 作者: Shinomoto S;Kim H;Shimokawa T;Matsuno N;Funahashi S;Shima K;Fujita I;Tamura H;Doi T;Kawano K;Inaba N;Fukushima K;Kurkin S;Kurata K;Taira M;Tsutsui K;Komatsu H;Ogawa T;Koida K;Tanji J;Toyama K
• 通讯作者: Toyama K

スパイク時系列を特徴付ける複数のパラメータの時間変動の推定

估计表征尖峰时间序列的多个参数的时间变化

• 发表时间: 2009
• 作者: 下川丈明;篠本滋;下川丈明・篠本滋;下川丈明・篠本滋;下川丈明・篠本滋
• 通讯作者: 下川丈明・篠本滋

Bayesian estimation of the time-varing rate and irregularity of neuronal firing

神经元放电时变率和不规则性的贝叶斯估计

• 发表时间: 2009
• 作者: 下川丈明;篠本滋
• 通讯作者: 篠本滋

点過程における2次までの統計量の時間変化の推定

估计点过程中统计数据的时间变化高达二阶

• 发表时间: 2009
• 作者: 下川丈明;篠本滋;下川丈明・篠本滋;下川丈明・篠本滋;下川丈明・篠本滋;下川丈明・篠本滋
• 通讯作者: 下川丈明・篠本滋

Estimating Instantaneous Irregularity of Neuronal Firing

• DOI: 10.1162/neco.2009.08-08-841
• 发表时间: 2009-07
• 期刊: Neural Computation
• 影响因子: 2.9
• 作者: T. Shimokawa;S. Shinomoto