A visual Attention prosthesis using biologically accurate simulations of the superior colliculus

使用生物精确模拟上丘的视觉注意力假体

基本信息

批准号：
15F15383
负责人：
伊佐正
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University (2016-2017)National Institute for Physiological Sciences (2015)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-11-09 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成２９年の主な実績はふたつあった。（１）上丘シミュレーションの現実化（細胞ひとつひとつのパラメター計測）と（２）ニューロ補綴の実践に必要なモデルの確認だった。（実績１）上丘シミュレーションに関しては、今まで計測していたのは、回路（システム）のパラメターだった。一方、今回はニューロン一つ一つのパラメターを計測してみた。スウェーデンの共同研究をしている Kardamakis 博士からヤツメウナギの細胞のデータを譲り受け、以前使用していた進化アルゴリズム・マルコフ連鎖モンテカルロ（DE-MCMC）で Hodgkin-Huxley モデルのパラメターを計測した。その結果、ヤツメウナギの実際の細胞と同じ行動を達するモデルを作ることができた。この手法をもって、マウスの上丘のシミュレーションのニューロンのパラメターも計測した。（実績２）視覚注意のニューロ補綴は、上丘を電極で制御する研究である。電気刺激によってもたらされる神経活動のモデルは（実績１）になる。一方、ある神経活動をもたらしたいときに必要な電気刺激の計算は、（実績２）になる。そのいわゆる逆モデルを quantized Kernel Least Mean Squares（qKLMS）をもって学習させた。結果に５０ms間隔で上丘シミュレーションの神経活動を、精密的に再現できた。平均は0.92、最低の相関数値は0.81だった。

2017年有两个主要成就。（1）超胶体模拟的现实（测量每个细胞的参数）和（2）确认了练习神经假体所必需的模型。（结果1）关于Kamiko模拟，我到目前为止一直在测量的是电路的参数（系统）。另一方面，这次我们测量了每个神经元的参数。从瑞典的联合研究员卡达马基斯博士（Kardamakis）博士移交了有关七lamp虫细胞的数据，并使用先前使用的进化算法，马尔可夫链接的蒙特卡洛（DE-MCMC）测量了霍奇金 - 赫克斯利模型的参数。结果，我们能够创建一个模型，该模型将达到与七lamp的实际单元格相同的行为。使用此技术，我们还测量了小鼠上丘的模拟中神经元的参数。（结果2）视觉注意力神经假体是一项研究，其中上凸孔由电极控制。通过电刺激产生的神经活动模型是（结果1）。另一方面，要引起某些神经活动时需要计算电刺激（结果2）。使用量化的内核最小值平方（QKLM）训练了这种所谓的反向模型。结果表明，上山脉模拟的神经活性以50 ms的间隔精确再现。平均值为0.92，最低相函数值为0.81。