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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2009-01-20 10:00 ［招待講演］Chaotic itinerancy in the hippocampal CA3 and contractive affine transformations in CA1 provide a dynamical interpretation of complex memory ○Ichiro Tsuda（Hokkaido Univ.）  NC2008-96 |
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| 抄録 | （和） | David Marr のSimple memory: A model for the archecortex と題された画期的な論文が1969 年に出版されて以降、脳の海馬と呼ばれる場所と連想記憶との関係が活発に研究されてきた。他方で、連想記憶の数学モデルが数学者、工学者を中心に提案され、統計力学や力学系理論を援用してさまざまな性質が明らかにされ、特にアトラクターダイナミクスの枠組みの中で研究されてきた。さらに、筆者や合原らはアトラクターダイナミクスの枠組みを拡張し、遷移ダイナミクスによる連続連想の機構を明らかにし動的連想記憶の数学モデルを提案した。また、筆者や金子、池田は大自由度力学系においてカオス的な遷移ダイナミクスに着目し、カオス的遍歴という概念を提唱した。他方で、脳科学においては海馬やその周辺の生物学的、および認知的機能が明らかにされてきた。その結果、海馬はエピソード記憶形成に必須の場所であることが明らかにされた。また、海馬は場所を記憶する細胞が存在する事でも知られるようになった。これらの事実、及び数学的な枠組みを使って、我々はエピソード記憶の形成過程に関する数学モデルを作り、海馬においてカントールコーディングが可能であることを明らかにした。ここで、カントールコーディングとは神経細胞の膜電位の空間にカントール集合が構築され、その集合の各要素が各入力時系列をコードし全体としてはフラクタル的な階層構造によって入力時系列を表現するというものである。さらに、我々はモデルから縮小アフィン変換がネットワークに自己組織されることで、カントールコーディングが可能であることを示した。これらの結果は、玉川大学脳科学研究所との共同研究によってラットの海馬の実験によって実証された。 |
| （英） | Since David Marr's pioneering paper entitled “Simple memory: A model for the archecortex” published in 1969, the functional role of the hippocampus and its relation with associative memory have been widely investigated. Among others, a mathematical model for associative memories has been proposed from the aspects of dynamical systems theory and of statistical mechanics, where particularly attractor dynamics has been highlighted. Furthermore, the present author, Aihara andothers extended the framework of attractor dynamics to transition dynamics, thereby a dynamical mechanism of a successive association of memories was clarified. Moreover, the present author, Kaneko and Ikeda proposed a new concept in high-dimensional dynamical systems, that is, chaotic itinerancy in order to capture a complex transition process in high-dimensional space. On the other hand, in brain sciences the biological and cognitive function of the hippocampus and its surrounding areas has been clarified. Particularly, it was clarified that the hippocampus is a necessary area for the formation of episodic memory. Based on the experimental data, we have constructed a mathematical model for the neural representation of input time series of spatial patterns. Then, we predicted Cantor coding under a certain condition of time intervals of input sequences, associated with the function of NMDA and AMPA channels. Furthermore, we found the emergence of contractive affine transformations in the computer simulations of the networks of 2-compartment model neurons. We also conducted an experiment, ollaborated with Tsukada laboratory in Tamagawa university, and found a hierarchical clustering of membrane potentials of CA1 neurons and also contractive affine transformations, both of which provide clear evidence of Cantor coding. | |
| キーワード | （和） | エピソード記憶 / カントールコーディング / 海馬 / カオス的遍歴 / 縮小アフィン写像 / / / |
| （英） | episodic memory / Cantor coding / hippocampus / chaotic itinerancy / contractive affine transformations / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 108, no. 383, NC2008-96, pp. 85-86, 2009年1月. | |
| 資料番号 | NC2008-96 | |
| 発行日 | 2009-01-12 (NC) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | NC2008-96 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC |
| 開催期間 | 2009-01-19 - 2009-01-20 |
| 開催地（和） | 北海道大学 |
| 開催地（英） | Hokkaido Univ. |
| テーマ（和） | 神経ダイナミクス，一般 |
| テーマ（英） | Neural Dynamics, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NC |
| 会議コード | 2009-01-NC |
| 本文の言語 | 英語 |
| タイトル（和） | |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Chaotic itinerancy in the hippocampal CA3 and contractive affine transformations in CA1 provide a dynamical interpretation of complex memory |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | エピソード記憶 / episodic memory |
| キーワード(2)（和/英） | カントールコーディング / Cantor coding |
| キーワード(3)（和/英） | 海馬 / hippocampus |
| キーワード(4)（和/英） | カオス的遍歴 / chaotic itinerancy |
| キーワード(5)（和/英） | 縮小アフィン写像 / contractive affine transformations |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 津田 一郎 / Ichiro Tsuda / ツダ イチロウ |
| 第1著者 所属（和/英） | 北海道大学 (略称： 北大) Hokkaido University (略称： Hokkaido Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | / / |
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| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | / / |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2009-01-20 10:00:00 |
| 発表時間 | 90分 |
| 申込先研究会 | NC |
| 資料番号 | NC2008-96 |
| 巻番号（vol） | vol.108 |
| 号番号（no） | no.383 |
| ページ範囲 | pp.85-86 |
| ページ数 | 2 |
| 発行日 | 2009-01-12 (NC) |
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