| 講演名 | 2016-07-05 神経細胞におけるスパイクトリガー平均を併用した位相応答曲線のスパース同時推定 新垣 万(東大), 五十嵐 康彦(東大), 大森 敏明(神戸大), 岡田 真人(東大/理研), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | ニューロンの応答特性を表す指標として幅広く用いられている位相応答曲線(PRC；Phase Response Curve)は，重みづけスパイクトリガー平均(WSTA；Weighted Spike-Triggered Average)を用いて測定されるが，ノイズが畳み込まれるため，多数の測定回数が必要となる．これまでにPRCを効率的に推定する手法として，スパース性を事前知識として用いた推定手法が提案されている．本研究では，さらなる効率的なPRC推定のため，PRCの測定時に同時に計測可能なスパイクトリガー平均(STA；Spike-Triggered Average)を併用した，スパース同時推定手法を提案する．我々はPRCとSTAの微分関係を用いることで推定するパラメータ数を増やさず，PRCとSTAの両方の誤差関数を組み込んだ目的関数を設定し，L1正則化によるスパース性を組み込んだフーリエ基底の回帰手法を提案する．予測性能の検証のため，スパイクレスポンスモデルを用いたシミュレーションを行い，本提案手法が，PRCデータのみを用いる従来の推定手法に比べ，PRCの推定精度向上に寄与していることを示す． |
| 抄録(英) | Phase response curves (PRC) have been used extensively to estimate the response properties of neurons. A recent measurement method of the PRC is proposed to reconstruct PRC with the weighted spike-triggered average (WSTA), but the method needs a lot of spikes data to make the PRC data noiseless. A theoretical study proposed an efficient method to estimate the PRC assuming sparsity. In this study, we propose sparse estimation with not only the PRC data but also the spike-triggered average (STA) data obtained simultaneously with the PRC data to take more information into the PRC estimation. Using the differential relation between PRC and STA, we set an objective function including the PRC and STA's error function andestimate the PRC by means of linear regression with Fourier basis functions. Using simulated data obtained by spike response model, we show that our proposed method achieves a more accurate estimation of the PRCthan the recent proposed one. |
| キーワード(和) | 位相応答曲線 / スパイクトリガー平均 / スパース性 / L1正則化 / スパイクレスポンスモデル |
| キーワード(英) | Phase Response Curve / Spike-Triggered Average / Sparsity / L1 Regularization / Spike Response Model |
| 資料番号 | NC2016-7 |
| 発行日 | 2016-06-28 (NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC / IPSJ-BIO / IBISML / IPSJ-MPS |
|---|---|
| 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 |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 神経細胞におけるスパイクトリガー平均を併用した位相応答曲線のスパース同時推定 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Sparse Simultaneous Estimation of Phase Response Curves using Spike-Triggered Average |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 位相応答曲線 / Phase Response Curve |
| キーワード(2)（和/英） | スパイクトリガー平均 / Spike-Triggered Average |
| キーワード(3)（和/英） | スパース性 / Sparsity |
| キーワード(4)（和/英） | L1正則化 / L1 Regularization |
| キーワード(5)（和/英） | スパイクレスポンスモデル / Spike Response Model |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 新垣 万 / Man Arakaki |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：Univ. Tokyo) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 五十嵐 康彦 / Yasuhiko Igarashi |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：Univ. Tokyo) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 大森 敏明 / Toshiaki Omori |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 神戸大学(略称：神戸大) Kobe University(略称：Kobe Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 岡田 真人 / Masato Okada |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東京大学/理化学研究所脳科学総合研究センター(略称：東大/理研) University of Tokyo/RIKEN Brain Science Institute(略称：Univ. Tokyo/RIKEN) |
| 発表年月日 | 2016-07-05 |
| 資料番号 | NC2016-7 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | NC-120 |
| ページ範囲 | pp.165-170(NC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2016-06-28 (NC) |