学習過程がもたらす神経ダイナミクスの分岐構造と自発脳活動の生成

学习过程和自发大脑活动产生带来的神经动力学分支结构

• 批准号: 11J03744
• 负责人: 栗川 知己
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03744/
• 关键词: 理論神経科学; 自発脳活動

本研究では、近年盛んに研究されている自発的脳活動と刺激応答脳活動の類似性の機能的な意味を"memories as bifurcations"の元で学習・記憶の観点から調べることを目的とした。昨年度はミニマムモデルを構築し、その解析を行い論文にまとめた。これはEurophysical Lettersから出版された(Kurikawa and Kaneko, 2012)。本年度は、上述のミニマムモデルのように予めネットワークを与えるのではなく、学習により"memories as bifurcations"が形成されるモデルの研究に主に取り組んだ。この研究では、パラメタによって、外部刺激によく応答する相と、そうでない相が形成される事が明らかになった。また各々の相で自発活動は特徴的な振る舞いを示し、前者ではカオティックな挙動を示す一方で、後者は固定点に収束する。この事は、本研究の目的である自発活動とその応答活動の関係からみて興味深い結果であるといえる。この結果はPLoS Computational Biologyから出版された(Kurikawa and Kaneko, 2013)。最後に、上述のモデルを用いて繰り返し学習を行う場合に取り組んだ。この場合は、連想記憶でよく行われるメモリ補完などの現象が分岐として観察される。このようにmemories as bifurcationsのみかたでの興味深い現象が見られ、現在論文にまとめている最中である。さらにこの時のネットワークを解析するとPsudoinverse modelといわれるホップフィールドモデルよりも大きな記憶容量を示すネットワークが形成されていることが明らかになった。このネットワークが本モデルのような簡単な学習則から導かれることは驚くべき結果である。この結果も先の結果と同じく論文にまとめている途中である。

This study で は, in recent years, sheng ん に research さ れ て い る from 発 脳 activities と stimulate 応 answer 脳 の similarity の function な mean を "memories as bifurcations の yuan" で learning, memory の 観 point か ら adjustable べ る こ と を purpose と し た. The last year 's ニ ニ ムモデ ムモデ を を を construction <s:1> and そ <s:1> analysis を line <s:1> papers にまとめた. Youdaoplaceholder2 れ Europhysical Letters ら ら published された(Kurikawa and Kaneko, 2012). は, this year the の ミ ニ マ ム モ デ ル の よ う に to め ネ ッ ト ワ ー ク を and え る の で は な く, learning に よ り "memories as bifurcations が form さ れ る モ デ ル に の study master に take り group ん だ. こ の research で は, パ ラ メ タ に よ っ て, external stimulation に よ く 応 answer す る phase と, そ う で な が い phase formation さ れ る matter が Ming ら か に な っ た. ま た each 々 の phase で since 発 activity は な vibration of 徴 る dance い を し, the former で は カ オ テ ィ ッ ク な 挙 dynamic を で す in party, the latter は fixed point に 収 beam す る. <s:1> events, the purpose of this study <e:1> である self-initiated activities とそ 応 answer activities <e:1> related らみて deep interest <s:1> results であると える える える. The results of された PLoS Computational Biology ら ら published された(Kurikawa and Kaneko, 2013). Finally, に. The above-mentioned モデ モデ を を uses the て て to return to に to learn the を line う situation に to take the んだ group んだ. Youdaoplaceholder2 <s:1> occasion, continuous memory でよく lines われるメモリ complete な <s:1> phenomena が discrimination と て観 observe される. こ の よ う に memories as bifurcations の み か た で の tumblers deep い phenomenon が see ら れ, present paper に ま と め て い る in most で あ る. When さ ら に こ の の ネ ッ ト ワ ー ク を parsing す る と Psudoinverse model と い わ れ る ホ ッ プ フ ィ ー ル ド モ デ ル よ り も big き な memory capacity を shown す ネ ッ ト ワ ー ク が form さ れ て い る こ と が Ming ら か に な っ た. こ の ネ ッ ト ワ ー ク が this モ デ ル の よ う な Jane 単 な learning か ら guide か れ る こ と は surprised く べ き results で あ る. The る <s:1> result the first <s:1> result と is the same as the じく paper にまとめて る る in the middle である.

项目成果

学習過程にそった自発・誘起活動の総空間構造の変化

学习过程中自发活动和诱导活动的总体空间结构的变化

• 发表时间: 2012
• 作者: 山下智樹;秋山亨;中村浩次;伊藤智徳;栗川 知己
• 通讯作者: 栗川 知己

学習による自発活動とその刺激に対する応答の形成

通过学习形成自发活动和对刺激的反应

• 发表时间: 2012
• 作者: 山下智樹;秋山亨;中村浩次;伊藤智徳;栗川 知己;栗川 知己;Tomoki Kurikawa;栗川 知己
• 通讯作者: 栗川 知己

Spontaneous and evoked neural activities shaped through a sequential learning process

通过顺序学习过程形成的自发和诱发的神经活动

• 发表时间: 2012
• 作者: 山下智樹;秋山亨;中村浩次;伊藤智徳;栗川 知己;栗川 知己;Tomoki Kurikawa
• 通讯作者: Tomoki Kurikawa

連想記憶の学習による自発脳活動の形成

通过学习联想记忆形成自发的大脑活动

• 发表时间: 2012
• 作者: 山下智樹;秋山亨;中村浩次;伊藤智徳;栗川 知己;栗川 知己;Tomoki Kurikawa;栗川 知己;栗川知己
• 通讯作者: 栗川知己

自発的神経活動とその入力応答の関係について

论自发神经活动与其输入反应的关系

• 发表时间: 2011
• 作者: 山下智樹;秋山亨;中村浩次;伊藤智徳;栗川 知己;栗川 知己;Tomoki Kurikawa;栗川 知己;栗川知己;栗川知己
• 通讯作者: 栗川知己