| 講演名 | 2018-10-19 モジュール構造型神経回路モデルにおける興奮性-抑制性均衡とネットワークダイナミクス 守谷 哲(東北大), 山本 英明(東北大), 袁 之雄(東北大), 井手 克哉(東北大), 脇村 桂(東北大), 平野 愛弓(東北大), 久保田 繁(山形大), 佐藤 茂雄(東北大), |
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| 抄録(和) | 脳機能を模倣した情報処理システムは，現行のノイマン型コンピュータが苦手とする情報処理を低消費電力かつ高速に実行しうる能力を有している．我々は脳神経回路が発現する時空間ダイナミクスを情報処理に応用することを目標に，培養神経細胞を用いた実験と計算機シミュレーションを進めている．本研究では神経回路の有するモジュール構造と抑制性ニューロンがネットワークダイナミクスにどのような影響を及ぼすかを，計算機シミュレーションを用いて調べた．抑制性ニューロンが含まれるネットワークのモジュール性を制御することで，発火パターンの空間的複雑性が変わることが明らかになった．またネットワークに含まれる抑制性ニューロンの割合が約20%から30%の時にダイナミクスが最も複雑になることが示された． |
| 抄録(英) | A brainmorphic information processing system that is inspired brain functions has the ability to execute information processing with lower power consumption and higher speed in comparison a conventional von Neumann computer. We carry out a cultured neuronal network experiments and computer simulation to study how the spatiotemporal dynamics on neuronal circuits can be applied to information processing. In this work, we used computer simulations to investigate the effect of modular structure and inhibitory neurons of the neuronal circuit on network dynamics. It was revealed that the spatial complexity of neuron firing on the network composed of excitatory and inhibitory neurons changes depending on the network modularity. It was also shown that the dynamics is most complicated when the ratio of inhibitory neurons in the network is approximately 20-30%. |
| キーワード(和) | 神経回路モデル / 積分発火モデル / モジュール構造 / 抑制性ニューロン / 同期活動 |
| キーワード(英) | neuronal network model / integrated-and-fire model / modular organization / inhibitory neurons / synchronous activity |
| 資料番号 | NC2018-15 |
| 発行日 | 2018-10-12 (NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC / MBE |
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| 開催期間 | 2018/10/19(から2日開催) |
| 開催地（和） | 東北大学 |
| 開催地（英） | Tohoku Univ. |
| テーマ（和） | BCI/BMIとその周辺, 一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 平田 豊(中部大) / 京相 雅樹(東京都市大) |
| 委員長氏名（英） | Yutaka Hirata(Chubu Univ.) / Masaki Kyoso(TCU) |
| 副委員長氏名（和） | 庄野 逸(電通大) / 野村 泰伸(阪大) |
| 副委員長氏名（英） | Hayaru Shouno(UEC) / Taishin Nomura(Osaka Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 吉川 大弘(名大) / 吉本 潤一郎(奈良先端大) / 永岡 隆(近畿大) |
| 幹事氏名（英） | Tomohiro Yoshikawa(Nagoya Univ.) / Junichiro Yoshimoto(NAIST) / Takashi Nagaoka(Kindai Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 稲垣 圭一郎(中部大) / 篠崎 隆志(NICT) / 小林 匠(横浜国大) / 鈴木 康之(阪大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Keiichiro Inagaki(Chubu Univ.) / Takashi Shinozaki(NICT) / Takumi Kobayashi(YNU) / Ｙａｓｕｙｕｋｉ Ｓｕｚｕｋｉ(Osaka Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Neurocomputing / Technical Committee on ME and Bio Cybernetics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | モジュール構造型神経回路モデルにおける興奮性-抑制性均衡とネットワークダイナミクス |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Excitatory-inhibitory balance and network dynamics in modular neuronal network models |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 神経回路モデル / neuronal network model |
| キーワード(2)（和/英） | 積分発火モデル / integrated-and-fire model |
| キーワード(3)（和/英） | モジュール構造 / modular organization |
| キーワード(4)（和/英） | 抑制性ニューロン / inhibitory neurons |
| キーワード(5)（和/英） | 同期活動 / synchronous activity |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 守谷 哲 / Satoshi Moriya |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 山本 英明 / Hideaki Yamamoto |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 袁 之雄 / Zhixiong Chen |
| 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） | 井手 克哉 / Katsuya Ide |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 脇村 桂 / Kei Wakimura |
| 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） | 平野 愛弓 / Ayumi Hirano-Iwata |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 久保田 繁 / Shigeru Kubota |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 山形大学(略称：山形大) Yamagata University(略称：Yamagata Univ.) |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 佐藤 茂雄 / Shigeo Sato |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 発表年月日 | 2018-10-19 |
| 資料番号 | NC2018-15 |
| 巻番号（vol） | vol.118 |
| 号番号（no） | NC-258 |
| ページ範囲 | pp.13-17(NC), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2018-10-12 (NC) |