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ニューロンの情報処理

科目
ニューロンの情報処理
区分
知能情報システム学科科目群
授業コード
14762
開設セメスター
3S
曜日・時限
春 火/56
単位数
2単位
担当者名
相原 威
授業の概要
神経科学(ニューロサイエンス)の概説的入門授業を行う。神経系の基本要素であるニューロン(神経細胞)の仕組みを理解し、脳神経システムの優れた情報処理機能を学ぶ。講義は、神経回路網の情報処理機能、生体信号計測・処理の基礎、及び脳研究のメソドロジーまでを解説する。神経科学の最先端の研究も紹介する。
到達目標
ニューロサイエンスの基礎をマスターし、神経系の優れた情報処システムのメカニズムを学ぶことを目的とする。脳科学の概説的な授業であり、この講義を通して脳科学に興味を持っていただければ幸いである。
授業計画
テーマ
内容
授業を受けるにあたって
第1回目
序論 神経科学の発展の歴史と周辺分野
「こころ」の問題
第2回目
ニューロンと神経伝達 ニューロンの興奮と活動電位、
イオンチャンネルと平衡電位
第3回目
シナプスと神経情報伝達
(シナプスの可塑性、Hebbの学習仮説)
第4回目
神経膜モデルとノーベル賞をもらったHH方程式
第5回目
神経情報と神経回路網 神経回路網のハードウエアとソフトウエア
(回路網の構造、活動電位の時空間パターン)
第6回目
コラム構造・階層構造とスパースコーディング
(おばあさん細胞、トップダウン・ボトムアップ)
第7回目
神経回路網の情報処理機能 神経回路網の動作原理と数理
(形式ニューロン、パーセプトロンなど)
第8回目
静的特性と動的特性
(特徴抽出・演算機能、方位・方向選択性、
 Marrの視覚理論、選択的注意など)
第9回目
神経計の信号計測神経微小電気信号計測
(電極、雑音)
第10回目
脳波計測と解析
(覚醒と睡眠)
第11回目
神経信号の処理手法神経インパルスの時系列分析I
(調和解析、相関解析、間隔ヒストグラム)
第12回目
神経インパルスの時系列分析II
(エルゴード過程、定常性の検定、カオス)
第13回目
脳研究のメソドロジー分子レベルの研究法、ニューロンレベルの研究法
(ノックアウトマウス、パッチクランプ法など)
第14回目
システムレベルの研究法
(HRP法、モロクルナル染色法、マルチ電極法)
第15回目
脳機能を可視化する非侵襲技術
(fMER,MEG,PETなど)

教科書
脳科学への招待(神経回路網の仕組み)松村道一著 サイエンス社
参考文献
脳のデザイン(篠本滋著 岩波書店)、Principles of Neural Science (Kandel著Mc Graw Hill) 、ニューロコンピューターの基礎(中野馨著 コロナ社)、ニューロサイエンス入門(村松道一著 サイエンス社)
成績評価方法
レポート(50%)、期末試験(50%)
そのほか受講者への指示/メッセージ
レポートは毎講義ごとに出します。覚悟を決めて受講してください。

更新日:01/22/2005
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