| 講演名 | 2016-07-05 受容野相関モデルを利用した大脳皮質局所回路の大域的クラスタ性の解明 渡邉 航平(阪大), 寺前 順之介(阪大/CiNet), 若宮 直紀(阪大/CiNet), |
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| 抄録(和) | 大脳皮質局所回路のシナプス結合は，非常に不均質かつ不規則であり，高いクラスタ性を示すことが知られている．クラスタ性は神経発火活動に大きな影響を与えるが，ネットワーク内で，これらのクラスタが独立に存在しているのか，あるいはクラスタ構造は，何らかのより大きな構造の一部なのかなど，その大域的な性質は未解明だった．本研究では，この問題を解決するために，近年初期視覚野において報告されたシナプス結合と受容野相関の実験データに着目して大脳皮質局所回路網のネットワークモデルを作成し，そのネットワーク特性を解析した．その結果，作成されたネットワークは，シナプス後電位が数ミリボルト以上の少数の強いシナプス結合に関するサブネットワークでのみ，強いスモールワールド性を示す一方，それ以外の大多数の弱結合からなるサブネットワークは，ほぼランダムネットワークであるという二重性を持つことを明らかにした．これまで報告されてきたクラスタ性は，強結合サブネットワークの大域的なスモールワールド性の局所的な観測の帰結であると考えられる．この二重性を持つネットワーク上での神経活動と情報処理の可能性についても議論する． |
| 抄録(英) | Synaptic connections in local cortical circuit are highly heterogeneous and nonrandom. A few strong synaptic connections often form "cluster" that is a tightly connected group of several neurons. Global structure of the clusters, however, has not been clarified yet. It is unclear whether clusters distribute independently and isolated in cortical network, or these clusters are a part of large-scale of global network structure. Here, we develop a network model based on recent experimental data of V1. In addition to reproducing previous result of highly skewed EPSPs, the model also allows us to study mutual relationship and global feature of clusters. We find that the network consists with two largely different sub-networks; a small-world network consists only of a few strong EPSPs and a random network consists of dense weak EPSPs. In other words, local cortical circuit shows a duality, and previously reported clusters are results of local observation of the global small-world network. |
| キーワード(和) | 大脳皮質局所回路 / ネットワークモデル / 受容野 / シナプス結合 / クラスタ性 / スモールワールド性 |
| キーワード(英) | loacl cortical circuit / network model / receptive field / synaptic connection / cluster / small world |
| 資料番号 | NC2016-8 |
| 発行日 | 2016-06-28 (NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC / IPSJ-BIO / IBISML / IPSJ-MPS |
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| 開催期間 | 2016/7/4(から3日開催) |
| 開催地（和） | 沖縄科学技術大学院大学 |
| 開催地（英） | Okinawa Institute of Science and Technology |
| テーマ（和） | 機械学習によるバイオデータマインニング、一般 |
| テーマ（英） | Machine Learning Approach to Biodata Mining, and General |
| 委員長氏名（和） | 佐藤 茂雄(東北大) / / 福水 健次(統計数理研) |
| 委員長氏名（英） | Shigeo Sato(Tohoku Univ.) / / Kenji Fukumizu(ISM) |
| 副委員長氏名（和） | 萩原 将文(慶大) / / 杉山 将(東大) / 鹿島 久嗣(京大) |
| 副委員長氏名（英） | Masafumi Hagiwara(Keio Univ.) / / Masashi Sugiyama(Univ. of Tokyo) / Hisashi Kashima(Kyoto Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 田中 宏喜(京都産大) / 青西 亨(東工大) / / 津田 宏治(東大) / 竹内 一郎(名工大) |
| 幹事氏名（英） | Hiroki Tanaka(Kyoto Sangyo Univ.) / Toru Aonishi(Tokyo Inst. of Tech.) / / Koji Tsuda(Univ. of Tokyo) / Ichiro Takeuchi(Nagoya Inst. of Tech.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 秋間 学尚(東北大) / 篠沢 佳久(慶大) / / 神嶌 敏弘(産総研) / 岩田 具治(NTT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hisanao Akima(Tohoku Univ.) / Yoshihisa Shinozawa(Keio Univ.) / / Toshihiro Kamishima(AIST) / Tomoharu Iwata(NTT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Neurocomputing / Special Interest Group on Bioinformatics and Genomics / Technical Committee on Infomation-Based Induction Sciences and Machine Learning / Special Interest Group on Mathematical Modeling and Problem Solving |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 受容野相関モデルを利用した大脳皮質局所回路の大域的クラスタ性の解明 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Global structure of the clusters in local cortical circuit with receptive field correlation |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 大脳皮質局所回路 / loacl cortical circuit |
| キーワード(2)（和/英） | ネットワークモデル / network model |
| キーワード(3)（和/英） | 受容野 / receptive field |
| キーワード(4)（和/英） | シナプス結合 / synaptic connection |
| キーワード(5)（和/英） | クラスタ性 / cluster |
| キーワード(6)（和/英） | スモールワールド性 / small world |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 渡邉 航平 / Kohei Watanabe |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 寺前 順之介 / Jun-nosuke Teramae |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 大阪大学/脳情報通信融合研究センター(略称：阪大/CiNet) Osaka University/Center for Information and Neural Networks(略称：Osaka Univ./CiNet) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 若宮 直紀 / Naoki Wakamiya |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 大阪大学/脳情報通信融合研究センター(略称：阪大/CiNet) Osaka University/Center for Information and Neural Networks(略称：Osaka Univ./CiNet) |
| 発表年月日 | 2016-07-05 |
| 資料番号 | NC2016-8 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | NC-120 |
| ページ範囲 | pp.171-174(NC), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2016-06-28 (NC) |