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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2014-03-18 10:20 シナプス結合が生み出す共通ノイズによる発火分布の理論 ○唐木田 亮・五十嵐康彦・永田賢二（東大）・岡田真人（東大/理研）  NC2013-103 |
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| 抄録 | （和） | 複数のニューロンに加わった相関のある入力を共通ノイズと呼ぶ. 共通ノイズは同期発火や特徴的な発火相関を起こすことが, 生理実験により示された. 生理実験の指摘する現象を検証するため, 共通ノイズの理論モデルの解析が進んでいる. 多くの理論モデルは, シナプス結合を持たず, 一様な入力が加わるニューロン集団を仮定してきた. 一般に神経回路では, シナプス結合がニューロンごとに非一様なばらつきを持ち, 結合の非一様性は発火状態のばらつきを生む. しかし, 非一様な結合のもとで, 発火状態のばらつきに共通ノイズが与える効果は, 既存の理論モデルでは扱うことができなった. そこで本研究では，非一様なシナプス結合と共通ノイズを持つ可解モデルを構成し, 発火状態のばらつきを解析する. まず, 我々は個々のニューロンの発火率と発火相関の従う確率分布を解析的に導く. 解析解を用いて, 共通ノイズに特有の発火率と発火相関のばらつきを明らかにする. 次に, 我々は全ニューロンの発火状態を, ネットワーク次数分布を使って評価する. その結果, 共通ノイズが次数分布のばらつきを増大することで, 発火状態の出現頻度を大きく変化させることを明らかにする. また, 本研究の結果と生理実験との対応および情報処理への示唆を議論する. |
| （英） | Common noise is a correlated noise input shared by multiple neurons. Biological experiments have shown that the common noise generates synchronous firing and characteristic spike correlations. To explain the effect the of common noise observed in the experiments, theoretical researches have developed analytically solvable model for the common noise. Most of the previous theoretical models have assumed a homogeneous neural population without any synaptic connectivity. In general, each neuron receives different synaptic connections from other neurons and this heterogeneity of the synaptic connectivity generates a variety of firing patterns. However, the effect of common noise on this variety of firing patterns has not been revealed by the previous homogeneous models. In this study, we construct a feedforward neural network with common noise and synaptic connectivity and then evaluate firing probabilities. First, we analytically derive probabilistic distributions of firing rate and spike correlation. Our analytical solutions clear a characteristic relationship between firing rate and spike correlation under the existence of the common noise. Second, we evaluate firing patterns by degree distribution. We reveal that the common noise increase the variance of the degree distribution and affects the variety of the firing patterns. In addition, we discuss the correspondence of our result with biological experiments and suggestion to information processing by common noise. | |
| キーワード | （和） | 共通ノイズ / フィードフォワードネットワーク / ランダム結合 / 発火相関 / ネットワーク次数分布 / / / |
| （英） | common noise / feedforward network / random connectivity / spike correlation / degree distribution / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 113, no. 500, NC2013-103, pp. 85-90, 2014年3月. | |
| 資料番号 | NC2013-103 | |
| 発行日 | 2014-03-10 (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 | NC2013-103 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC MBE |
| 開催期間 | 2014-03-17 - 2014-03-18 |
| 開催地（和） | 玉川大学 |
| 開催地（英） | Tamagawa University |
| テーマ（和） | ME,一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NC |
| 会議コード | 2014-03-NC-MBE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | シナプス結合が生み出す共通ノイズによる発火分布の理論 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Theory of firing distribution with common noise originating from synaptic connectivity |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 共通ノイズ / common noise |
| キーワード(2)（和/英） | フィードフォワードネットワーク / feedforward network |
| キーワード(3)（和/英） | ランダム結合 / random connectivity |
| キーワード(4)（和/英） | 発火相関 / spike correlation |
| キーワード(5)（和/英） | ネットワーク次数分布 / degree distribution |
| 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） | 唐木田 亮 / Ryo Karakida / カラキダ リョウ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東京大学 (略称： 東大) The University of Tokyo (略称： Univ. of Tokyo) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 五十嵐 康彦 / Yasuhiko Igarashi / イガラシ ヤスヒコ |
| 第2著者 所属（和/英） | 東京大学 (略称： 東大) The University of Tokyo (略称： Univ. of Tokyo) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 永田 賢二 / Kenji Nagata / ナガタ ケンジ |
| 第3著者 所属（和/英） | 東京大学 (略称： 東大) The University of Tokyo (略称： Univ. of Tokyo) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 岡田 真人 / Masato Okada / オカダ マサト |
| 第4著者 所属（和/英） | 東京大学/理化学研究所 (略称： 東大/理研) The University of Tokyo/RIKEN (略称： Univ. Tokyo/RIKEN) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2014-03-18 10:20:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | NC |
| 資料番号 | NC2013-103 |
| 巻番号（vol） | vol.113 |
| 号番号（no） | no.500 |
| ページ範囲 | pp.85-90 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2014-03-10 (NC) |
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