時空間相関を持つマルチニューロンスパイクモデルの構築

具有时空相关性的多神经元尖峰模型的构建

• 批准号: 09J00949
• 负责人: 近江 崇宏
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00949/
• 关键词: 点過程; 統計解析

本研究課題は、空間的に広がったシステムが示す協調的なダイナミクスのモデルリングを目的としている。主な対象として神経細胞集団のスパイク発火を想定している。しかしながら近年、神経細胞のスパイク発火と地震発生の現象論的な類似性が指摘されており、より発展的な観点から地震時系列についても対象として、研究を行ってきた。本研究課題1、2年目においては、主に成果の出ていた地震の時系列解析の研究について報告した。本年度の報告では、本課題の中心テーマである神経細胞集団のスパイク発火についての解析の研究についての詳細な報告を行う。まず単一の神経細胞のスパイク列の発生率をヒストグラムを用いて精度よく推定する手法の開発を行った。既存の手法はスパイクがポアソン過程に従って生成されているという想定に従っているが、実験で観察されるスパイク列はポアソンではないことがわかっている。そこで本研究では現実のデータに適用可能なように、既存の手法をより一般の場合への拡張を行った。そして、数値実験、実データを用いて、提案手法の有効性を示した。スパイクデータからの発生率推定は神経科学では実験データ解析の標準的手続きである。さらに本手法は簡潔であり、統計解析の基礎知識を持たない研究者でも容易に実装が可能になっている。そのため今後本提案手法が多くの研究者に使われると考えられる。また本研究は理論神経科学の一流紙Neural Computation誌から出版され、2011年度の神経回路学会において大会奨励賞を与えられた。二つ目の研では神経細胞集団のスパイク列から動物が将来起こす行動のタイミングを予測する研究を東北大学医学部のグループと共同で行った。24個の補足運動野の神経細胞のスパイク列から約1秒のタイミングで行動タイミングの予測が可能であることを明らかにした。この結果は脳信号を用いた外部機器の操作(BMI)への応用においても重要な結果であると考えられる。

This research topic は, space に hiroo が っ た シ ス テ ム が す coordination in な ダ イ ナ ミ ク ス の モ デ ル リ ン グ を purpose と し て い る. The main な targets the と て て of the て group of divine cells to the スパ and スパ to be activated by を and to be determined by て and る る. し か し な が ら cells in recent years, god 経 の ス パ イ ク 発 発 と earthquake fire の な similarities phenomenalism が blame さ れ て お り, よ り 発 exhibition な 観 point か ら earthquake series に つ い て も like と seaborne し を line っ て, research て き た. In the first and second years of this research project, the にお にお て て て て and the main に achievements have produced a series of analysis <e:1> studies on て た た earthquakes <e:1> and a に て て て report on た た. Report this year の で は, this topic の center テ ー マ で あ る god 経 cells sets 団 の ス パ イ ク 発 fire に つ い て の analytic の に つ い て の detailed report な う を line. Youdaoplaceholder0 one <s:1> the occurrence rate of the supernatural cells スパ て the occurrence rate of the column をヒストグラムを is estimated by the する て accuracy よく and the する method. The occurrence of the column を rows った. Existing の gimmick は ス パ イ ク が ポ ア ソ ン process に 従 っ て generated さ れ て い る と い う scenarios に 従 っ て い る が, be 験 で 観 examine さ れ る ス パ イ ク column は ポ ア ソ ン で は な い こ と が わ か っ て い る. そ こ で this study で は now be の デ ー タ に may apply な よ う に, existing の gimmick を よ り の general occasions へ の line company, zhang を っ た. Youdaoplaceholder0 て, practical experience, practical デ デ タを, タを use of て て, proposal method shows the effectiveness of を demonstration of た. ス パ イ ク デ ー タ か ら の 発 birth rate presumption は god 経 science で は be 験 デ ー タ の criteria hand 続 き で あ る. さ ら に this gimmick は concise で あ り, basic knowledge of statistical parsing の を た な い researchers で も easy に may be loaded が に な っ て い る. Youdaoplaceholder0 ため ため In the future, the methods of this proposal are が and く. Youdaoplaceholder4 researchers will make われると study えられる. Youdaoplaceholder0 This study is published in the journal of Neural Computation, a first-class paper in the journal of theoretical and economic sciences, in ら, in され, and in the 2011 annual conference awards of the Society of Theological and Economic Circuits, にお, て, を and えられた. Two つ mesh の research で は god 経 cells sets 団 の ス パ イ ク column か ら animal が future up こ す action の タ イ ミ ン グ を be す を る study at Northeastern University medical の グ ル ー プ と common line で っ た. 24 の complement movement field の god 経 cells の ス パ イ ク column か ら about 1 second の タ イ ミ ン グ で action タ イ ミ ン グ の may be が で あ る こ と を Ming ら か に し た. を こ の results は 脳 signal with い た の external machine operation (BMI) へ の 応 with に お い て も important な results で あ る と exam え ら れ る.

项目成果

Deciphering elapsed time and predicting action timing from neuronal population signals.

• DOI: 10.3389/fncom.2011.00029
• 发表时间: 2011
• 期刊: Frontiers in computational neuroscience
• 影响因子: 3.2
• 作者: Shinomoto S;Omi T;Mita A;Mushiake H;Shima K;Matsuzaka Y;Tanji J
• 通讯作者: Tanji J

Optimal observation time window for forecasting the next earthquakes

预测下次地震的最佳观测时间窗

• 发表时间: 2012
• 作者: T.Omi;S.Shinomoto
• 通讯作者: S.Shinomoto

地震発生予測に最適な観察時間

地震预报的最佳观测时间

• 发表时间: 2010
• 作者: 近江崇宏;篠本滋;井上知也;Takahiro Omi;井上知也;近江崇宏;近江崇宏・篠本滋
• 通讯作者: 近江崇宏・篠本滋

地震の発生間隔の相関について2

关于地震发生间隔的相关性2

• 发表时间: 2010
• 作者: 近江崇宏;篠本滋;井上知也;Takahiro Omi;井上知也;近江崇宏;近江崇宏・篠本滋;近江崇宏・篠本滋
• 通讯作者: 近江崇宏・篠本滋

Optimizing Time Histograms for Non-Poissonian Spike Trains

• DOI: 10.1162/neco_a_00213
• 发表时间: 2011-12-01
• 期刊: NEURAL COMPUTATION
• 影响因子: 2.9
• 作者: Omi, Takahiro;Shinomoto, Shigeru
• 通讯作者: Shinomoto, Shigeru