| 講演名 | 2018-01-27 マウス網膜神経節細胞の高頻度スパイク集団による視覚情報抽出 山口 弘嗣(阪大), 工藤 有華(阪大), 石井 孝治(阪大), 林田 祐樹(阪大), 八木 哲也(阪大), |
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| 抄録(和) | 網膜神経において，外界の視覚情報は神経節細胞によって時々刻々とスパイク時系列へと符号化される．このスパイク時系列が表現する視覚情報の特徴と，この符号化に対応する基本回路メカニズムは全くと言っていいほど理解されていない．この問題を検討するため，以前よりランダムに修飾された光入力に対する神経節細胞の応答が記録され，確率統計的な視点から解析が行われている．本研究では，よりダイナミカルな視点からこの問題にアタックするために，網膜の基本構造を模擬し，様々な光入力に対するスパイク応答を効率よく再現する集積回路システムを構築した．システムに基本的な一過性Off-α型神経節細胞モジュール回路を組み込み，ランダム光刺激に対する応答を計算したところ，生理学実験と同様に間欠的な高周波スパイク群を含む応答パターンを示すことが確認された．またモデルの応答時系列から，スパイク間隔を指標にスパイク時系列パターンを分類できることが分かった．モデルは神経節細胞アレイの応答の時空間分布を実時間で再現でき，網膜神経回路がどのような視覚情報をダイナミックに抽出するかを検討するための有力な手段となる． |
| 抄録(英) | It is well known that visual information is continuously transformed into spike discharges in ganglion cells in the retinal circuits. However, little is known about the visual features encoded in the spike patterns and corresponding fundamental circuit structures of the retina. In order to elucidate the issue, previous studies have recorded and analyzed responses of retinal ganglion cells to randomly modulated illumination mainly from the statistical point of view. In this study, we designed an integrated circuit system that mimics the fundamental structure of retinal circuit and reproduced the ganglion cell responses to elucidate the dynamical properties of signal coding. We implemented the transient tOff-$alpha$ganglion cell circuit and simulated the spike responses evoked by randomly modulated illumination. The model exhibited spike responses including intermittent high frequency spike sequences similar to the physiologically recorded responses. Using the model, spike patterns were shown to be classified in terms of inter-spike intervals. The model designed in the present study is useful to efficient study the visual function and relevant fundamental circuit structures in the natural visual environment. |
| キーワード(和) | 網膜 / 神経節細胞 / スパイク符号化 / ハードウェアシミュレーション |
| キーワード(英) | Retina / Ganglion Cell / Spike Coding / Hardware Simulation |
| 資料番号 | NC2017-60 |
| 発行日 | 2018-01-19 (NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE / NC / NLP |
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| 開催期間 | 2018/1/26(から2日開催) |
| 開催地（和） | 九州工業大学 |
| 開催地（英） | Kyushu Institute of Technology |
| テーマ（和） | ニューロコンピューティングの実装および人間科学のための解析・モデル化, ME，一般 |
| テーマ（英） | ME, generalImplementation of Neuro Computing,Analysis and Modeling of Human Science, |
| 委員長氏名（和） | 中島 一樹(富山大) / 萩原 将文(慶大) / 安達 雅春(東京電機大) |
| 委員長氏名（英） | Kazuki Nakajima(Univ. of Toyama) / Masafumi Hagiwara(Keio Univ.) / Masaharu Adachi(Tokyo Denki Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 京相 雅樹(東京都市大) / 平田 豊(中部大) / 高橋 規一(岡山大) |
| 副委員長氏名（英） | Masaki Kyoso(TCU) / Yutaka Hirata(Chubu Univ.) / Norikazu Takahashi(Okayama Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 高野 博史(富山県立大) / 永岡 隆(近畿大) / 青西 亨(東工大) / 吉川 大弘(名大) / 坪根 正(長岡技科大) / 山内 将行(広島工大) |
| 幹事氏名（英） | Hironobu Takano(Toyama Pref. Univ.) / Takashi Nagaoka(Kindai Univ.) / Toru Aonishi(Tokyo Inst. of Tech.) / Tomohiro Yoshikawa(Nagoya Univ.) / Tadashi Tsubone(Nagaoka Univ. of Tech.) / Masayuki Yamauchi(Hiroshima Inst. of Tech.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 金 主賢(富山大) / 小林 匠(横国大) / 篠沢 佳久(慶大) / 稲垣 圭一郎(中部大) / 橘 俊宏(湘南工科大) / 木村 真之(京大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Kim Juhyon(Univ. of Toyama) / Takumi Kobayashi(YNU) / Yoshihisa Shinozawa(Keio Univ.) / Keiichiro Inagaki(Chubu Univ.) / Toshihiro Tachibana(Shonan Inst. of Tech.) / Masayuki Kimura(Kyoto Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on ME and Bio Cybernetics / Technical Committee on Neurocomputing / Technical Committee on Nonlinear Problems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | マウス網膜神経節細胞の高頻度スパイク集団による視覚情報抽出 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Visual information encoding by high-frequency spike population in mouse retinal ganglion cells |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 網膜 / Retina |
| キーワード(2)（和/英） | 神経節細胞 / Ganglion Cell |
| キーワード(3)（和/英） | スパイク符号化 / Spike Coding |
| キーワード(4)（和/英） | ハードウェアシミュレーション / Hardware Simulation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 山口 弘嗣 / Hirotsugu Yamaguchi |
| 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） | 工藤 有華 / Yuka Kudo |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 石井 孝治 / Koji Ishii |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 林田 祐樹 / Yuki Hayashida |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 八木 哲也 / Tetsuya Yagi |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 発表年月日 | 2018-01-27 |
| 資料番号 | NC2017-60 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | NC-417 |
| ページ範囲 | pp.59-64(NC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2018-01-19 (NC) |