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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2012-07-31 13:40 相互情報量最大化による海馬CA1ネットワークのシナプス可塑性様式の予測 ～ 変速再生と逆再生の場合 ～ ○宮田龍太（東工大/学振）・太田桂輔（理研）・青西 亨（東工大）  NC2012-30 |
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| 抄録 | （和） | ラット海馬CA1領域では，覚醒· 睡眠期間中に直前の行動経験に関連したスパイク時空間パターンの逆再生や変速再生が報告されている．本報告では，これらの記憶再生を最適に実現する神経実装を探索し，海馬CA1錐体細胞に存在するシナプス可塑性様式spike-timing-depndent plasticity (STDP)の計算論的役割の可能性を示す．まず，記憶の順再生や逆再生，変速再生を実現する相互相関型連想記憶モデルを，STDP窓関数と位相応答曲線(phase response curve, PRC)からなる位相縮約モデルで構成する．そして，記銘位相パターンの順再生や逆再生，変速再生における回路の動作を解析的に評価し，想起性能の指標となる相互情報量を解析的に導出する．電気生理実験で測定した海馬CA1錐体細胞のPRCを用いて，この制約下でこの相互情報量を最大化することにより，最適なSTDP窓関数を探索する．我々が求めたSTDP窓関数の集合は，先行研究で報告されている多様な窓関数と定性的に一致するものである． |
| （英） | It has been reported that reverse replay and temporally-structured replay of ensemble spiking patterns occur during both awake behavior and sleep in the hippocampal CA1 region. In this paper, we explore optimal neural implementations for executing such memory replays, and interpret a computational role of spike-timing-dependent plasticity (STDP). First, we formulate a hetero-associative memory network model executing normal, reverse and temporally-structured replays as a phase reduction model consisting of a STDP window function and a phase response curve (PRC). Next, we analytically examine the network behavior in those replays, and derive the mutual information for measuring those replay qualities. By maximizing the mutual information, we search a set of optimal STDP window functions under the constraint of PRCs of the hippocampal CA1 pyramidal neurons recorded in vitro. The theoretically derived set of window functions qualitatively conforms to various types of STDP reported previously. |
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| キーワード | （和） | 逆再生 / 変速再生 / STDP / 位相応答曲線 / 海馬CA1錐体細胞 / 相互情報量最大化 / 相互想起型連想記憶 / 位相ランジュバン方程式 |
| （英） | reverse replay / temporally-structured replay / spike-timing-dependent plasticity / phase response curve / hippocampal CA1 pyramidal neuron / mutual information maximization / hetero-associative memory / Langevin phase equation | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 112, no. 168, NC2012-30, pp. 89-94, 2012年7月. | |
| 資料番号 | NC2012-30 | |
| 発行日 | 2012-07-23 (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 | NC2012-30 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC |
| 開催期間 | 2012-07-30 - 2012-07-31 |
| 開催地（和） | 立命館大学 情報理工学部 クリエーションコア１階教授会会議室 |
| 開催地（英） | Ritsumeikan Univ. College of Information Science and Engineering |
| テーマ（和） | 一般 |
| テーマ（英） | General |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NC |
| 会議コード | 2012-07-NC |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 相互情報量最大化による海馬CA1ネットワークのシナプス可塑性様式の予測 |
| サブタイトル（和） | 変速再生と逆再生の場合 |
| タイトル（英） | Characteristics Prediction of Synaptic Modification in the Hippocampal CA1 Network by Mutual information maximization |
| サブタイトル（英） | Reverse Replay and Temporally Structured Replay Cases |
| キーワード(1)（和/英） | 逆再生 / reverse replay |
| キーワード(2)（和/英） | 変速再生 / temporally-structured replay |
| キーワード(3)（和/英） | STDP / spike-timing-dependent plasticity |
| キーワード(4)（和/英） | 位相応答曲線 / phase response curve |
| キーワード(5)（和/英） | 海馬CA1錐体細胞 / hippocampal CA1 pyramidal neuron |
| キーワード(6)（和/英） | 相互情報量最大化 / mutual information maximization |
| キーワード(7)（和/英） | 相互想起型連想記憶 / hetero-associative memory |
| キーワード(8)（和/英） | 位相ランジュバン方程式 / Langevin phase equation |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 宮田 龍太 / Ryota Miyata / ミヤタ リョウタ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大/学振) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Tech.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 太田 桂輔 / Keisuke Ota / オオタ ケイスケ |
| 第2著者 所属（和/英） | 理化学研究所 (略称： 理研) RIKEN (略称： RIKEN) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 青西 亨 / Toru Aonishi / |
| 第3著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Tech.) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2012-07-31 13:40:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | NC |
| 資料番号 | NC2012-30 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | no.168 |
| ページ範囲 | pp.89-94 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2012-07-23 (NC) |
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