内側側頭葉ー前頭前野のスパイキングニューラルネットワークモデルに関する研究

内侧颞叶-前额皮质尖峰神经网络模型研究

基本信息

批准号：
20K11974
负责人：
立野勝巳
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、嗅周皮質―嗅内皮質―海馬モデルと前頭前野モデルを組み合わせたスパイキングニューラルネットワーク（SNN）を移動ロボットの頭脳とし、移動ロボットが経験した空間情報を認知地図として蓄積し、行動計画の学習に活用する仕組みを提案することである。嗅内皮質―海馬SNN、および嗅内皮質―海馬―前頭前野SNNにより、空間探索課題において報酬地点までの経路を学習する計算機シミュレーションを行った。嗅内皮質―海馬SNNを用いた空間探索課題において、空間内のオブジェクトにより活性化するキュー細胞と場所細胞の活動を組み合わせて、経路依存場所細胞を作成した。これにより同じ地点であっても異なる順路でそこに到達した場合を区別する場所細胞が導入でき、Ｗ字迷路課題を学習できるようになった。前頭前野SNNとしてリカレントネットワークを作成し、嗅内皮質―海馬SNNとシナプス結合した。前頭前野SNNは海馬SNNからのシナプス投射とともに、嗅内皮質SNNからのシナプス投射も受けることにし、これにより前頭前野SNNにも場所細胞様の神経活動を起こした。海馬SNNと前頭前野SNNの神経活動が協調して活動する課題として、W字迷路課題を利用した。W字迷路で報酬探索学習を行うことで、経路依存場所細胞の同期発火イベントと前頭前野SNNの同期発火イベントが同時に生じる現象を確認した。8字迷路課題において嗅内皮質―海馬SNNを学習させると、探索経路に沿った場所細胞の再活性化であるフォワードリプレイと、逆順で活性化されるリバースリプレイを起こし、それらの組み合わせが未経験経路シーケンスとして生じることを確認した。未経験経路シーケンスを起こすニューロン特性とシナプス可塑性について検討を行った。スパイクタイミング依存性可塑性の関数として、対称型と非対称型を想定したが、いずれも未経験経路のリプレイが可能であることを確認した。

这项研究的目的是使用辣神经网络（SNN），该网络将嗅觉皮层结合在一起 - 嗅觉内多层皮层 - 海马模型和额叶皮层模型，作为移动机器人的大脑，并积累了经验丰富的空间信息。通过移动机器人作为认知地图。内部皮层-HAPPOCAMPUS SNN和内部皮层 - 海马 - 额叶Cortex SNN执行了计算机仿真，以学习到空间搜索任务中的汇率路由。在使用嗅觉皮层的空间搜索任务中 - 海马SNN，激活提示单元的提示单元和空间中对象激活的位置单元格是创建了依赖路由的位置单元的。结果，即使在同一时刻，也已经引入了在不同路线上达到它的情况的单元格，现在可以学习W形迷宫任务。复发网络是作为额叶皮层SNN创建的，而Olealth Cortex - Hippocampus SNN被组合在一起。从海马SNN显示了额叶表弟SNN，还从橄榄石SNN中收到突触投影，该突触投影引起额叶皮质SNN的位置细胞的神经活性。我们将W形迷宫分配用作一个问题，其中海马SNN和额叶皮层SNN合作的神经活动。通过在W形迷宫中进行奖励探索学习，我们证实了这种现象，即依赖路线依赖的位置细胞的同步火事件和额叶Cortex SNN的同步事件同时发生。 8。在角色迷宫的任务中学习内部皮层 - 近光化SNN，引起前向重播游戏，这是根据搜索路线的位置单元格的共鸣，并且反向重新播放，以反向顺序激活，这些组合的组合不经验。我们检查了导致缺乏经验的路线序列的神经元特征和突触可塑性。假定它是一种对称类型和不对称的类型，是依赖于峰值的塑料函数，但可以证实没有经验的重播。