相互情報量最大化による海馬ＣＡ１ネットワークのシナプス可塑性様式の予測

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2012-06-21
• タイトル: 相互情報量最大化による海馬ＣＡ１ネットワークのシナプス可塑性様式の予測
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Characteristics Prediction of Synaptic Modification in the Hippocampal CA1 Network by Mutual information maximization
• 言語: jpn
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 東京工業大学大学院総合理工学研究科／日本学術振興会特別研究員ＤＣ
• 著者所属: 独立行政法人理化学研究所脳科学総合研究センター
• 著者所属: 東京工業大学大学院総合理工学研究科
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology／JSPS Research Fellow DC
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Brain Science Institute, RIKEN
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology
• 著者名: 宮田, 龍太; 太田, 桂輔; 青西, 亨
• 著者名(英): Ryota, Miyata; Keisuke, Ota; Tom, Aonishl
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 海馬 CA1 ネットワークで行われていると考えられている計算を最適に実現する神経実装をトップダウン的に求め，海馬 CA1 錐体細胞に存在するシナプス可塑性様式である spike-timing-dependent plasticity (STDP) の計算論的役割の可能性を示す．まず，海馬 CA1 での計算は相互想起型連想記憶であると仮定し，この計算を実現する最小記述モデルを，STDP 窓関数と位相応答曲線 (phase response curve，PRC) からなる位相縮約モデルで構成する．そして，STDP で記銘した位相パターンと回路の出力パターンの間の相互情報量を解析的に導出する．この相互情報量を最大化することにより，相互想起型連想記憶を実現する最適な STDＰ と PRC の組み合わせを探索する．我々は，電気生理実験で測定した海馬 CA1 錐体細胞の PRC を与え，この制約下で記憶想起に最適な STDP 窓関数を探索する．我々が求めた STDＰ 窓関数の集合は，先行研究で報告されている多様な窓関数と定性的に一致するものである．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: We employ a top-down approach to finding optimal neural implementations for executing a computation of the hippocampal CA1 network considered to function as a hetero-associative memory, and giving an implementa tion of computational roles of spike-timing-dependent plasticity (STDP). First, hypothesizing that the hippocampal CA1 network computationally works as the hetero-associative memory, we formulate a minimum model of memory functions as a phase reduction model consisting of a STDP window function and a phase response curve (PRC).Next, we analytically derive the mutual information between a stored phase memory pattern and a network output.By maximizing the mutual information, we search pairs of STDP window functions and PRCs optimally functioning as the hetero-associative memory. Here, we use PRCs of the hippocampal CA1 pyramidal neurons recorded in vitro,and under the constraint of measured PRCs, we search a set of optimal STDP window functions. A set of window functions we obtained qualitatively conform with various types of STDP reported previously.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA12055912
• 書誌情報: 研究報告バイオ情報学（BIO）; 巻 2012-BIO-29, 号 10, p. 1-6, 発行日 2012-06-21
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会