講演抄録/キーワード |
講演名 |
2018-01-27 10:55
マウス網膜神経節細胞の高頻度スパイク集団による視覚情報抽出 ○山口弘嗣・工藤有華・石井孝治・林田祐樹・八木哲也(阪大) NC2017-60 |
抄録 |
(和) |
網膜神経において,外界の視覚情報は神経節細胞によって時々刻々とスパイク時系列へと符号化される.このスパイク時系列が表現する視覚情報の特徴と,この符号化に対応する基本回路メカニズムは全くと言っていいほど理解されていない.この問題を検討するため,以前よりランダムに修飾された光入力に対する神経節細胞の応答が記録され,確率統計的な視点から解析が行われている.本研究では,よりダイナミカルな視点からこの問題にアタックするために,網膜の基本構造を模擬し,様々な光入力に対するスパイク応答を効率よく再現する集積回路システムを構築した.システムに基本的な一過性Off-α型神経節細胞モジュール回路を組み込み,ランダム光刺激に対する応答を計算したところ,生理学実験と同様に間欠的な高周波スパイク群を含む応答パターンを示すことが確認された.またモデルの応答時系列から,スパイク間隔を指標にスパイク時系列パターンを分類できることが分かった.モデルは神経節細胞アレイの応答の時空間分布を実時間で再現でき,網膜神経回路がどのような視覚情報をダイナミックに抽出するかを検討するための有力な手段となる. |
(英) |
It is well known that visual information is continuously transformed into spike discharges in ganglion cells in the retinal circuits. However, little is known about the visual features encoded in the spike patterns and corresponding fundamental circuit structures of the retina. In order to elucidate the issue, previous studies have recorded and analyzed responses of retinal ganglion cells to randomly modulated illumination mainly from the statistical point of view. In this study, we designed an integrated circuit system that mimics the fundamental structure of retinal circuit and reproduced the ganglion cell responses to elucidate the dynamical properties of signal coding. We implemented the transient tOff-$alpha$ganglion cell circuit and simulated the spike responses evoked by randomly modulated illumination. The model exhibited spike responses including intermittent high frequency spike sequences similar to the physiologically recorded responses. Using the model, spike patterns were shown to be classified in terms of inter-spike intervals. The model designed in the present study is useful to efficient study the visual function and relevant fundamental circuit structures in the natural visual environment. |
キーワード |
(和) |
網膜 / 神経節細胞 / スパイク符号化 / ハードウェアシミュレーション / / / / |
(英) |
Retina / Ganglion Cell / Spike Coding / Hardware Simulation / / / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 117, no. 417, NC2017-60, pp. 59-64, 2018年1月. |
資料番号 |
NC2017-60 |
発行日 |
2018-01-19 (NC) |
ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
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NC2017-60 |