神経細胞集団の活動の情報量解析による一次視覚野における情報符号化の神経基盤の解明

通过神经元群活动的信息分析阐明初级视觉皮层信息编码的神经基础

• 批准号: 08J08950
• 负责人: 大泉 匡史
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research (2010)The University of Tokyo (2008-2009)
• 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-08J08950/
• 关键词: 一次視覚野; 情報符号化効率; シナプス可塑性; シナプス減衰; 情報符号化; 嗅覚; ショウジョウバエ; 触角葉; シナプス前抑制; シナプス後抑制; フィッシャー情報量; メキシカンハット型結合

近年,繰り返し呈示された視覚刺激への順応による一次視覚野の神経細胞の活動の変化によって,一次視覚野の神経細胞集団の情報符号化効率が上昇するという報告がある.この符号化効率の上昇は神経細胞活動間の相関が減少することによるものである.先行研究において,順応による神経細胞の平均発火率の変化を,一次視覚野の神経細胞間のシナプス結合強度がシナプス減衰することによって説明するモデルが提案されている.しかしながらこのモデルにおいて活動の相関がどう変化するか,そして情報符号化効率がどう変化するかということは明らかにされていない.本年度はこの問題に取り組んだ.昨年度までに構築した理論的枠組みでは,確率的に活動する神経ネットワークに含まれる情報量を解析的に定量化することが可能となっていたが,シナプスが動的に変化する,すなわちシナプス可塑性がある場合は考慮されていなかった.そこで,昨年度まで構築した理論的枠組みをシナプス可塑性がある場合にも適用可能なように拡張した.さらに新しく構築した理論を用いて,一次視覚野のネットワークの解析を行った.解析の結果,シナプス減衰がある場合は実験で観測されているように,神経活動の相関が全体的に減少することが分かった.また,結合強度のパラメータを系統的に変化させることによって情報符号化効率が上昇するパラメータ領域,減少するパラメータ領域を明らかにした.

In recent years, 粲り回し has shown that the visual stimulation of the visual field stimulates the activity of the visual nerve cells.の変化によって,一视覚野の神経组団のInformation symbolization efficiency がRISE するというreport The increase in symbolization efficiency and the decrease in the correlation between cell activities have been reported.のである. Preliminary research on において, のにによる神経色経 cells' average fire rate の変化を, once viewed覚野の神経 のシナプス bonding strength がシナプス attenuation することによって explanation するモデルがされている.しかしながらこのモデルにおいてActivity related がどう剉化Information symbolization efficiency, information symbolization efficiency, information symbolization efficiency, information symbolization efficiencyい. This year’s problem is solved by the group. Yesterday’s problem was solved by the group that built the theory. Yes. Quantification of the activity of the rate of analysis of the amount of information contained in the data Possible change of movement, plasticity of movement Occasionally considered, the last year's までconstructed the theory of 枠组みをシナプスplasticityがあるoccasionにもapplicable possibilityなように拡张した.さらに新しくconstructionしたtheoryをUse いて, once look at the wild のネットワークのanalytic を行った. The result of the analysis, シナプス attenuation がThe occasion is the same as the test of the occasion, and the overall reduction of the activities related to the gods is the reduction of the whole number.が分かった.また, information on the に変化させることによって of the combined strength のパラメータを system Symbolization efficiency increases when the area is increased, and decreases when the area becomes clear.

项目成果

Analytical investigation of the effects of lateral connections on the accuracy of population coding

横向连接对群体编码准确性影响的分析研究

• 发表时间: 2010
• 期刊: Physical Review E (印刷中掲載確定)
• 作者: Masafumi Oizumi;Keiji Miura;Masato Okada
• 通讯作者: Masato Okada

ショウジョウバエ嗅覚回路における最適な情報伝達

果蝇嗅觉回路中的最佳信息传输

• 发表时间: 2009
• 作者: 大泉匡史;佐藤良太;風間北斗;岡田真人
• 通讯作者: 岡田真人

Information loss associated with imperfect observation and mismatched decoding.

与不完美的观察和不匹配解码相关的信息损失。

• DOI: 10.3389/fncom.2011.00009
• 发表时间: 2011
• 期刊: Frontiers in computational neuroscience
• 影响因子: 3.2
• 作者: Oizumi M;Okada M;Amari S
• 通讯作者: Amari S

不応期を持つリアリスティックなニューロンモデルにおける平均場理論

具有不应期的现实神经元模型中的平均场理论

• 发表时间: 2008
• 作者: 臼井勇介;大泉匡史;岡田真人
• 通讯作者: 岡田真人

ニューロン集団の情報符号化における発火相関の重要性

放电相关性在神经元群体信息编码中的重要性

• 发表时间: 2008
• 作者: 大泉匡史;石井俊行;石橋和也;細谷俊彦;岡田真人
• 通讯作者: 岡田真人