| 講演名 | 2023-01-29 スパイキングニューロンモデルによる培養神経系のリザバー計算の性能評価 石川 慶孝(はこだて未来大), 新川 拓海(大分大), 住 拓磨(東北大), 加藤 秀行(大分大), 山本 英明(東北大), 香取 勇一(はこだて未来大), |
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| 抄録(和) | 培養神経系を物理リザバーとみなして，その情報処理の特性を明らかにしようとする研究が進んでいる．培養神経系の物理リザバーからカルシウムイメージングを用いて細胞内Ca2+イオン濃度を測定し、そのダイナミクスを目的に応じて読み出すことで、様々な情報処理を実現する可能性がある．一方で，神経ネットワークのトポロジーが，培養神経系の物理リザバーの情報処理に与える影響は解明されていない．本研究では，培養神経系の数理モデルを構築し、ニューロンの結合パターンが培養神経系の物理リザバーの時系列生成に与える影響を解析した．本解析は、ニューロン間の結合確率が時系列生成の性能に大きな影響を与えることを示唆する．本研究は，計算効率が高く，頑健性，柔軟性を持つ生物規範的な新しい情報処理機構の開発へとつながると期待される． |
| 抄録(英) | The cultured nervous system can be regarded as a physical reservoir. Intracellular Ca2+ ion concentration is measured from the physical reservoir of the cultured nervous system using calcium imaging. Its dynamics can be read out and may lead to various types of information processing. In this study, we constructed a mathematical model of the cultured nervous system and analyzed the effect of the pattern of neuronal connections on a time series generation task. This analysis suggests that the coupling probability between neurons has a significant influence on the performance of time series generation. |
| キーワード(和) | ニューラルネットワーク / リザバー計算 / 積分発火モデル / モジュール性 / 計算論的神経科学 |
| キーワード(英) | neural network / reservoir computing / integrate-and-fire model / modular organization / computational neuroscience |
| 資料番号 | NLP2022-102,NC2022-86 |
| 発行日 | 2023-01-21 (NLP, NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC / NLP |
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| 開催期間 | 2023/1/28(から2日開催) |
| 開催地（和） | 公立はこだて未来大学 |
| 開催地（英） | Future University Hakodate |
| テーマ（和） | NC, NLP, 一般 |
| テーマ（英） | NC, NLP, etc. |
| 委員長氏名（和） | 山川 宏(東大) / 常田 明夫(熊本大) |
| 委員長氏名（英） | Hiroshi Yamakawa(Univ of Tokyo) / Akio Tsuneda(Kumamoto Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 田中 宏和(東京都市大学) / 鳥飼 弘幸(法政大) |
| 副委員長氏名（英） | Hirokazu Tanaka(Tokyo City Univ.) / Hiroyuki Torikai(Hosei Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 寺島 裕貴(NTT) / 西田 知史(NICT) / 吉岡 大三郎(崇城大) / 伊藤 大輔(岐阜大) |
| 幹事氏名（英） | Hiroki Terashima(NTT) / Satoshi Nishida(NICT) / Daizaburo Yoshioka(Sojo Univ.) / Daisuke Ito(Gifu Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 田和辻 可昌(早大) / 栗川 知己(関西医科大) / 横井 裕一(長崎大) / 山仲 芳和(宇都宮大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Yoshimasa Tawatsuji(Waseda Univ.) / Tomoki Kurikawa(KMU) / Yuichi Yokoi(Nagasaki Univ.) / Yoshikazu Yamanaka(Utsunomiya Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Neurocomputing / Technical Committee on Nonlinear Problems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | スパイキングニューロンモデルによる培養神経系のリザバー計算の性能評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Performance Evaluation of Reservoir Computing in Cultured Neural Systems Using a Spiking Neuron Model |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ニューラルネットワーク / neural network |
| キーワード(2)（和/英） | リザバー計算 / reservoir computing |
| キーワード(3)（和/英） | 積分発火モデル / integrate-and-fire model |
| キーワード(4)（和/英） | モジュール性 / modular organization |
| キーワード(5)（和/英） | 計算論的神経科学 / computational neuroscience |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 石川 慶孝 / Yoshitaka Ishikawa |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 公立はこだて未来大学(略称：はこだて未来大) Future University Hakodate(略称：Future Univ Hakodate) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 新川 拓海 / Takumi Shinkawa |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 大分大学(略称：大分大) Oita University(略称：Oita Univ) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 住 拓磨 / Takuma Sumi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 加藤 秀行 / Hideyuki Kato |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 大分大学(略称：大分大) Oita University(略称：Oita Univ) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 山本 英明 / Hideaki Yamamoto |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 香取 勇一 / Yuichi Katori |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 公立はこだて未来大学(略称：はこだて未来大) Future University Hakodate(略称：Future Univ Hakodate) |
| 発表年月日 | 2023-01-29 |
| 資料番号 | NLP2022-102,NC2022-86 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | NLP-373,NC-374 |
| ページ範囲 | pp.112-117(NLP), pp.112-117(NC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-01-21 (NLP, NC) |