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初期視覚ニューロンの非線型応答特性の分析手法

早期视觉神经元非线性响应特性分析方法

基本信息

批准号：
12J08269
负责人：
横山裕樹
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Electro-Communications (2013)Muroran Institute of Technology (2012)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J08269/
关键词：
視覚野ニューロン逆相関法

项目摘要

本課題は, 初期視覚野の電気生理実験において, ノイズ刺激を入力として用い, ニューロン応答特性を分析する手法についての理論的研究である. 非線型性を含むニューロンの応答特性を同定するには, 多数のパラメータの推定が必要となる. 呈示刺激にノイズを用いるSTAやSTC等の手法を用いて多数のパラメータを十分な精度で推定するためには, 大量のデータが必要である. 特に, 元々高次元の入力を仮定する感覚系において, 複雑なモデルを考慮すると, 推定に必要なデータ数は非現実的になる, このため, 呈示刺激として単純なノイズではなく, 呈示後に得られる情報量を最大化する刺激を用いる, という適応的な手法を考える必要がある.そこで, モデルフィッティングを行う手法として, 刺激の呈示と応答の測定を繰り返すことで, オンラインでパラメータの事後分布を更新して行くベイズ的な手法を検討した. パラメータの事後分布を表現することで, 次の試行(心理実験においては刺激の呈示と被験者応答の取得)における事後分布のエントロピーの減少量の期待値を求めることができる. 各試行においてこのエントロピーが最も減少すると期待される刺激を呈示することで, 効率的なパラメータの推定が可能となる.加えて, 一年度目に提案した学習モデルについて, 生理学的知見との詳細な比較を行った. 特に, 学習によって得られる基底画像が, 単にガボール関数に良く似ているという定性的な比較だけではなく, その形状のパラメータがポピュレーションに渡ってどのように分布するのかという定量的な点に着目し, この点において本モデルが関連モデルよりも生理学的妥当性を持っていることを示した.

This paper aims at theoretical research on electrophysiology of early visual field, analysis of response characteristics of visual field under different stimuli. Non-linear properties include the same response characteristics of the light source, but most of the light source estimation is necessary. The method of presenting stimuli, such as STA and STC, is used to estimate the accuracy of most of the data. In particular, the input force of the element is determined, the sensory system is considered, the necessary number of data is estimated, and the necessary method of presenting the stimulus is used to maximize the amount of information obtained after presentation. For example, if you want to update the post distribution of stimuli, you can update the post distribution of stimuli. After the event, the distribution of the expected value of the decrease in the amount of the event is calculated. Each trial is expected to reduce the likelihood of stimulation, and the probability of stimulation is estimated. Add to this, a year's project proposal to learn, physiology knowledge and detailed comparison. In particular, the study of the basic images obtained from the study, the number of relevant factors, the qualitative comparison, the shape and the quantitative distribution of the basic images, the point of view, the point of relevance, the physiological appropriateness of the study.