脳の情報表現 ―ニューロン・ネットワーク・数理モデル―

銅谷 賢治伊藤 浩之藤井 宏塚田 稔(編)

銅谷 賢治伊藤 浩之藤井 宏塚田 稔(編)

定価 5,280 円(本体 4,800 円+税)

A5判/232ページ
刊行日:2002年03月20日
ISBN:978-4-254-10179-9 C3040

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内容紹介

脳の計算理論と生理実験の両分野の基礎概念を統合し,平易に解説した意欲的なテキスト。〔内容〕大脳皮質のダイナミック表現/脳の情報表現への統計的アプローチ/ニューロンと局所回路のダイナミクス/発火タイミングによる情報表現

編集部から

目次

Ⅰ.プロローグ
 1.神経細胞による情報表現
   1.1 発火頼度表現
   1.2 タイミング表現
 2.ニューロンのダイナミクスと数理モデル
   2.1 Hogdkin‐Huxley型モデル
   2.2 integrate-and-fireモデル
   2.3 inter-spike intervalモデル
   2.4 コネクショニストモデル
 3.エントロピーと情報量
   3.1 確率分布とエントロピー
   3.2 条件付き確率と相互情報量
   3.3 相互相関と相互情報量
Ⅱ.大脳視覚野の情報表現の実際
 4.視覚における脳内表現
   4.1 これまでの研究
   4.2 最近の研究
 5.一次視覚野の特徴抽出性と刺激文脈依存性
   5.1 特徴抽出性と形成メカニズム
   5.2 刺激文脈依存性
   5.3 一次視覚野の出力調節の意義
 6.側頭葉ニューロンの情報量解析
   6.1 側頭葉の顔に応答するニューロン
   6.2 ニューロンの応答に表現される情報とその定量的な解析法
   6.3 サル側頭葉のニューロンは顔についての複数の情報を
      時間を分けてコードしている
   6.4 実験データから情報量を算出する際の問題点
Ⅲ.脳の情報表現への統計的アプローチ
 7.脳内情報表現への情報理論的アプローチ
   7.1 古典的なモデル
   7.2 情報理論に基づくモデル化
   7.3 情報理論に基づいた視覚野における受容野形成のモデル
8.隠れ状態とマルコフランダム場
   8.1 境界ベース結合MRFモデル
   8.2 領域ベース結合MRFモデル
   8.3 双方向性相互作用におけるシナプス切断
   8.4 位相を隠れ変数としてもつ領域ベースMRFモデル
   8.5 提案モデルの計算機シミュレーション
   8.6 シングルニューロン(コラム)での実現
9.隠れ状態最尤推定と反復解法-EMアルゴリズムとWake-Sleep
   9.1 隠れ変数
   9.2 隠れ変数をもつモデルのパラメータ推定
Ⅳ.ニューロンと局所回路のダイナミクス
10.シナプスにおける情報処理
   10.1 ダイナミックシナプス
   10.2 スパイク時間依存のLTP/LTD
   10.3 海馬シナプスでのLTP/LTDの実体解明の現状
11.大脳皮質の錐体細胞とガンマ周波数帯のバースト発火
              ‐FRBニューロンのモデル‐
   11.1 ガンマ周波数帯の同期振動
   11.2 大脳皮質の錐体細胞とchattering発火
   11.3 Chatteringニューロンの数理モデル
12.大脳皮質の神経回路
   12.1 大脳皮質の外観
   12.2 大脳皮質の構成要素:ニューロンの種類
   12.3 大脳皮質の局所回路
   12.4 大脳皮質の神経回路の原則
13.位相ダイナミクスを用いた同期現象の解析
   13.1 ニューロンの数理モデル
   13.2 位相ダイナミクスへの自由度の逓減
   13.3 関連する話題
V.発火タイミングによる情報表現
14.多細胞同時記録実験の必要性とその実際
   14.1 多細胞同時記録実験の目的
   14.2 多細胞同時記録実験の方法
15.多細胞同時記録データの統計解析法
   15.1 従来の解析法と特徴
   15.2 新しい解析法とその目指すもの
16.皮質ダイナミクスと神経計算機構―実験・解析・モデル―
   16.1 大脳皮質とはどのようなシステムか
   16.2 機能的結合の文脈依存性およぴダイナミクス
   16.3 実験データにみられる相関イベント
   16.4 同期スパイクの伝播ダイナミクス
   16.5 学生との質疑応答(一部抜粋)
17.エピローグ
18.索 引

執筆者紹介

【編集者】銅谷賢治,伊藤浩之,藤井 宏,塚田 稔
【執筆者】銅谷賢治,伊藤浩之,小松英彦,尾関宏文,赤崎孝文,佐藤宏道,菅生康子,阪口 豊,樺島祥介,岡田真人,池田思朗,深井朋樹,高木 博,姜 英男,青柳富誌生,金子武嗣,櫻井芳雄,AdM.H.J.Aertsen

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