神経科学への応用を目的とした高次相関を持つスパイク時系列群の作成と推定手法の開発

创建具有高阶相关性的尖峰时间序列组并开发应用于神经科学的估计方法

• 批准号: 08J01386
• 负责人: 島崎 秀昭
• 金额: $ 1.54万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J01386/
• 关键词: ダイナミック・セルアセンブリ; 点過程; スパイク相関解析; 状態空間モデル; 一般化線形モデル; 情報幾何; 赤池ベイズ情報量基準; ベイズ因子; ベイス因子; 対数線型モデル; 高次相関

平成22年度は,本研究で提案するスパイク相関の状態空間モデルに対して前年度に構築した2つの評価手法である(i)周辺尤度の近似解を用いた情報量基準によるモデル選択法,(ii)周辺尤度比(ベイズ因子)を用いた相関モデルの検定法,についてシミュレーションによる評価を行ないこれらの有用性を検証した.前者では実際に汎化誤差を数値計算により求め,複数の情報量基準と比較して赤池による情報量基準がもっとも妥当であることを確認した.後者では同期スパイクを生成する背後のスパイク相関モデルについて,周辺尤度比とサロゲート法と組み合わせることでデータからその存在を検定する枠組みを構築した.本手法では潜在変数であるスパイク相関の構造として対立する二つのモデル群を考え,観測スパイクデータに対する各々の周辺尤度の比を算出する.周辺尤度比の有意水準を決定し仮説検定を行うため,対象モデルの相関が存在しないという帰無仮説の下でリサンプリングされたサロゲートデータに対して周辺尤度比を算出した.サロゲートデータの作成は推定された状態空間モデルを低次元に射影したモデルを用いることで実現した.本手法により動物の行動に応じて現れると考えられるスパイク相関構造の検定を行うことが可能となった.一連の研究により,神経スパイクデータから細胞集団の動的な協調活動を検出し,動物の認知・行動に果たす役割を明らかにするための解析技術が実用段階に達したと考える.

In 2002, this study proposed two evaluation methods for the construction of correlation state space model for the previous year: (i) the selection method for the use of information quantity criteria for the approximate solution of the cycle special degree, and (ii) the evaluation method for the use of correlation state space model for the use of cycle special degree ratio (model factor). The former is the case when the error is calculated, and the latter is the case when the information is compared. The latter is the same as the previous generation, especially the next generation. This method is used to calculate the ratio of the peripheral degrees of the two groups of potential parameters. The purpose of the ratio is to determine whether there is a correlation between the two. The state space is estimated to be a low-dimensional projection. The method is to determine the behavior of animals and to determine the behavior of related structures. A series of studies have been conducted on the coordination of activities in the brain, cognition and action of animals, and the analysis of these activities has been carried out at various stages.

项目成果

State-space Analysis on Time-dependent Correlation in Parallel Spike Trains

并行尖峰序列中时变相关性的状态空间分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 大山潤爾;渡邊克巳;大山潤爾;大山潤爾;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Shigeru Shinomoto;Hideaki Shimazaki;島崎秀昭;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;島崎秀昭;島崎秀昭;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki
• 通讯作者: Hideaki Shimazaki

State-space Analysis on Time-varying Correlations in Parallel Spike Sequences

并行尖峰序列中时变相关性的状态空间分析

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proc.IEEE ICASSP2009 Vol.1
• 作者: 大山潤爾;渡邊克巳;大山潤爾;大山潤爾;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki
• 通讯作者: Hideaki Shimazaki

Estimating time-varying spike correlations from parallel spike sequences

从并行尖峰序列估计随时间变化的尖峰相关性

• 发表时间: 2009
• 作者: 大山潤爾;渡邊克巳;大山潤爾;大山潤爾;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Shigeru Shinomoto;Hideaki Shimazaki;島崎秀昭;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki
• 通讯作者: Hideaki Shimazaki

Histogram binwidth and kernal bandwidth selection for the Spike-rate estimation

用于尖峰率估计的直方图 binwidth 和内核带宽选择

• 发表时间: 2009
• 作者: 大山潤爾;渡邊克巳;大山潤爾;大山潤爾;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Shigeru Shinomoto;Hideaki Shimazaki;島崎秀昭;Hideaki Shimazaki
• 通讯作者: Hideaki Shimazaki

多細胞同時記録スパイク時系列データの状態空間モデル

多细胞同时记录尖峰时间序列数据的状态空间模型

• 发表时间: 2008
• 作者: 大山潤爾;渡邊克巳;大山潤爾;大山潤爾;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Shigeru Shinomoto;Hideaki Shimazaki;島崎秀昭;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;Hideaki Shimazaki;島崎秀昭
• 通讯作者: 島崎秀昭