■ 生理研研究会「知覚学習と運動学習」提案代表者の柴田和久さんからコメント

生理研研究会「知覚学習と運動学習」のほうは参加申込受付中。ポスター発表もぎりぎり前日まで受け付けてます。ぜひいますぐ。

昨日のブログ記事を受けて、提案代表者の柴田和久さんからもTwitterで研究会についてコメントしていただきました。許可を得たので以下に転載します。(リンク情報などに編集あり)

@kazuhi_s_ 吉田さんのブログに乗っかって、僕も研究会についての個人的ないきさつとか考えを書いてみる。すでに参加予定の方、参加を検討してくださっている方への参考になれば。（以下連投）

@kazuhi_s_ ここ数年ずっと頭にあったのがこの論文

知覚学習と運動学習の共通点を議論した論文で、知覚学習のSagi、そして運動学習のLeo Cohen、両者をつなぐCensorによるもの。Fig 1がよくまとまってる。

@kazuhi_s_ 知覚学習も運動学習もダイナミックな過程で、訓練、固定、再活性、再固定というステージを経る。従って、知覚学習も運動学習も干渉 interference が起こったり、固定までに時間を要したりする。睡眠も重要な役割を果たす。

@kazuhi_s_ MC研究会に参加したりすると、さらに記憶研究ともつながりがあることがわかる。個人的な印象では、記憶研究がもっとも歴史が古く知識の蓄積も多い。記憶に運動学習が続き、そのあとにさらに知覚学習が続く。

@kazuhi_s_ たとえば干渉は記憶の場合古い研究がたくさんあり、運動学習の干渉は90年代に隆盛を迎え、知覚学習で干渉研究が増えたのは2000年代以降。でも、記憶と運動学習と知覚学習では実験的にできることが違うからか、互いに局地的に進んでいるトピックもあったりする。

@kazuhi_s_ 互いに似ている部分はあるけど、運動学習と知覚学習の研究は結構独立している。だからそれぞれの分野の人から話を聞いて議論したら、互いに得るものが大きいのではないかと思った。

@kazuhi_s_ 共通性とは別に、最近脳の興奮抑制のバランスと可塑性の関係が気になっている。講演者のひとりであるHenschさんは、90年代の終わりから、臨界期のげっ歯類の視覚野などで興奮抑制バランスと可塑性の関係を示してきた。

@kazuhi_s_ 興奮抑制バランスが重要なのは臨界期だけではないようで、最近は成体でも興奮抑制バランスと可塑性/学習が関係しているという仕事が結構出てきた。僕が渡邉武郎さんのところでやっていた仕事もその流れの一部と考えることができる。

@kazuhi_s_ ということで、干渉、固定、再活性といった学習プロセスが記憶、運動、知覚で共通していそうなこと、そして可塑性や安定性の調整は興奮抑制バランスが担っているんじゃないかという枠組みがおぼろげながら見えているのが現状だと思う。

@kazuhi_s_ 個人的には、共通性や興奮抑制バランスをキーワードに研究会を楽しめればいいなと。

柴田さん、ありがとうございます。

柴田さん@kazuhi_s_ も書いていたE-Iバランスの話はわたしも非常に興味があります。脳が「刺激に対する応答」ではないこと、脳でのコーディングを理解するための本質だと思うので。偶然だけど、ちょうど昨日のエントリの前にRenart et alのScience 2010 Asynchronous State論文をJCでやったときのメモを書いてた。「Asynchronous State」

van Vreeswijk and SompolinskyのScience 1996にあるみたいなカオスとか、neuronal avalanchesでself-organized criticality出てくる話 (J Neurosci. 2009 Dec 9; 29(49): 15595–15600)とか、このあたりにはいろいろあるけれど、とにかくE-Iバランスを保った状態にあることが脳の正常な機能には必須で、だから可能な脳状態というのはおそらくずっと少ないだろう(ref忘れた)とかそういう話に興味がある。

■ 生理研研究会2018 「認知神経科学の先端 知覚学習と運動学習」要旨集アップロードしました

恒例の生理研研究会 「認知神経科学の先端」ですが、2007年からスタートして今年は第9回目となりました。今年のテーマは「知覚学習と運動学習」ということで名古屋大学の柴田和久さんといっしょに準備してきました。とりあえず基本的な情報は以下の通り：

  • 生理学研究所研究会 「認知神経科学の先端 知覚学習と運動学習」
  • 日　程：2018年9月21日(金)～22日(土)
  • 会　場： 自然科学研究機構 生理学研究所 大会議室
  • 提案代表者 柴田 和久 (名古屋大学・大学院環境学研究科)
  • 世話人 吉田 正俊 (生理学研究所 システム神経科学研究領域 認知行動発達研究部門)
  • 所内対応教官 磯田 昌岐 (生理学研究所 システム神経科学研究領域 認知行動発達研究部門)

講演者 (アルファベット順、敬称略)：

参加費無料。ポスターセッションあります。 参加申し込みは研究会webサイトから： http://www.nips.ac.jp/%7Emyoshi/workshop2018/

問合せ先：吉田 正俊（生理学研究所）

これまで生理研研究会「認知神経科学の先端」では、認知神経科学の重要なトピックについて学際的に講演者を選び、参加者が異分野交流と活発な議論が出来ることを狙いとして開催してきたわけですが、さまざまなテーマに通底するのは「意識」でありまして、意識を研究するにあたって必要なテーマ全てに手を伸ばしていこうというのが私自身の個人的な狙いです。 この点について2015年の生理研研究会の記事で書いたことがあります。

今年「知覚学習と運動学習」をテーマに選んだのは、意識経験の変容を伴う可塑的変化に興味があったというのがひとつです。テーマを「可塑性」とするのもありだったわけですが、シナプス可塑性のようなミクロなレベルよりも個体のレベルでの変化に関わるものに絞りたい、そして、認知的な学習や記憶に関わる部分とはべつの現象として「知覚学習と運動学習」を強調したいということでこのようなテーマになりました。

このような興味を元に講演していただける方を探しました。まず運動学習ということでBMIを通して基礎から応用までをつなげようとしている牛場 潤一さんと音楽訓練という感覚運動統合の長期的可塑性を研究している古屋 晋一さんにご講演をお願いしたい、というのはかなり早い時期に考えていました。

知覚学習側としてはperceptual learningの脳内メカニズムをやってきた柴田 和久さん御本人に講演していただくところまでは考えていたのですが、 知覚学習として視覚以外のことをやっておられるのは誰だろうと考えて、painをやっているBen Seymourさんにお願いした次第です。それから知覚学習ということでは発達での可塑的変化が重要トピックだろうと考えたわけですが、Takao Henschさんに来ていただけることになって非常にラッキーでした。

これでだいたい研究会の骨格ができたので、あとは分野の多様性を上げたいと考えて、たとえば計算論の人に入ってもらうかと考えていたのですが、そのときに牧野 浩史さんが知覚学習と運動学習の両方について2光子Caイメージング法を使って共通原理を探そうとしているのを知って、これはぜひお願いしたいということになりました。牧野さんは今年日本神経科学学会奨励賞を受賞されております。おめでとうございます。そして最後に公募講演枠を募集したところ、zebrafishで感覚運動変換について計算論を組み合わせた仕事を岡本 仁さんにお話いただけることになりました。そういうわけで計算論についても充実してきました。

第9回目となる生理研研究会ですが、これほどのメンバーにご講演いただけるという意味で今回はかなり特別な会となるのではないかと思います。開催まで2週間をきりました。ポスターでの参加もぎりぎり前日まで受け付けてます。ぜひ参加してください。

■ Asynchronous State

「EIバランスによって"Asynchronous State"ができる」という話題をJCで採り上げることにした。でも実験データ自体は「同時記録した100個のニューロンのスパイク相関は予想外に低い」これに尽きる。どうしたものか。

EIバランスによってカオスができることとか、刺激応答によって応答のばらつきが落ちることとか、こういうことちゃんと考えて、resting-stateでの神経活動のスパイキングニューロンネットワークのモデルを作れるようにちゃんと理解したい。

Okun et alのほうもただそのとき同時に記録できたもの(サイレントな集団は無視している)をpopulation couplingとして捉えるということで、なんだか判然としなかった。重要だってことはわかるし、計測のほうが追いついてないって事情も分かるのだけど。

JCの準備終わった！けっきょく、spikeはirregularである(Softky & Koch) => EIバランストネットワークでirregularなパターンが再現できる(van vreeswijk and sompolinsky 1996) => このネットワークでregular<->irregular / sychronous<->asynchronous という関係をモデル化できること(Brunel 2000) => ではin vivoでもasynchronousなのか=> Renart 2010 in vivoデータ => ではこのようなasynchronous state (というかlow spike correlation)はなにでできるか => Eの活動をIの活動がちょっと遅れてトラックするから(Renart 2010 IFモデリング) => このようなdecorrelationの意義は? =>弁別をする際にnoise correlationを減らすことで効率のよいdecodingに寄与する、というストーリーにした。

Renartに持ってくるところが強引だが、そもそもこの論文、asynchronousであることの証拠にspike correlationしか出てこないので、それをフェアに評価しつつ紹介するとしたら「モデル側ではasynchronousであることの計算論的意義とかは散々言われてきたけど、それをin vivoで100個のスパイクを同時に記録して示したのは初めて」というところを強調することになりそう。

ほんとうはもっとEIバランスとカオスとか、EIバランスと各種疾患の議論とか、そっちに伸ばしたかったのだけれども、そのまえに実験的事実と理論的裏付け自体に時間をかける必要があることに気がついた。

Henry Markramのcell論文が出てくるのとScientific Americanでの批判記事が出てくるのが同期してるってのはなにか深いわけでもあるのだろうか？

Fig.17でRenart et al 2010の再現をしている。これ自体は(dendriteなどの構造を考慮しない)LIFニューロンのネットワークで再現可能なので、オーバースペックではあるのだけど、ともあれ自発発火のレベルまでちゃんと再現してくれている。

■ さうしてこのごろ201509

「ソーナンス」って屈託なくって内面無いかんじですごくイイ。ああ、俺の内面もソーナンスみたいだったらよいのに。(<-ソーナンスはソーナンスであれで実はいろいろ考えていることあるのですよとお説教が)

学芸会で水戸黄門をやるとかで、次男が水戸黄門のDVDを見ている。昔の水戸黄門(東野英治郎版)は単純に勧善懲悪でよい。最近のも流していたけど、複雑すぎる。現代ものドラマみたいになってた。

マカクのresting state fMRIの解析のためにAFNIにはお世話になっているが、ここのロゴのセンスとかがなんつーかアメリカで売っている水色のケーキ的センスというか、旧愛生会病院ホームページ的な残念感があるのがいつも気になる。たとえばこのスライド。

このあいだ、どういうシチュエーションだったが忘れたが、興奮して喋ってたら(<-よくある)、喋りながら鼻を鳴らしてしまった(ブタの鳴き声のマネみたいなアレ)。素で「フォカヌポウ」をやってしまった自分を恥じつつ、あれってこういう意味だったか、という気づきを得た。

運転しながらの帰り道に、安城街道で上りたての半月を見たら、飛行機雲がちょうど前を横切っていて、まるで半月が串刺しになったかのようだった。「ククク、ついに【ヤツ】が目覚めるときか」(<-厨二病風)

夕ニャンの「勝ち抜き腕相撲」でロッキーの合図とともに乱闘が始まるあれ、あんなかんじで(ry

ハッピーターンのパウダーが増量250%になっているのを堪能する幸せ。いったい、これ以上、なにを望めばいいというのだろう？ああ、勝ち抜き腕相撲か。

「ここさけ」岡崎でも来週いっぱいまでやっていることに気がついた。レイトショーなら1100円。行くか。でもその時間最近いつも眠い。時差ボケだろうか。

「んもっちー！」「けぼー！」とコールアンドレスポンスをしてみたいのだが、もう子どもたちは大きくなってしまってそういうバカなことの相手はしてくれないのだった。これが35歳問題か。(<-テキトー)

だれかオレのことも修復してほしい。(<-さりげないノーベル化学賞ネタ)

「意識とはは幻想である」ってのは結論ではなくって、それが原点なんだという言いかただとしっくり来るかなと思った。すっかり忘れていたけど、私の原点のひとつは岸田秀の「唯幻論」で、国家も歴史も社会も貨幣も自己も共有された幻想であり、それは結論ではなくって、乗り越えられるべき原点だった。

「俺たちの旅」の歌詞を熟読してみたけど、あらためてすごくいい歌詞だなあ。 ラブソングではないところが良い。こういう含羞含んだドリーミーな歌詞はシューゲに通ずる。シューゲアレンジで録音したい。

トイレでプーさんカレンダー見ながら瞑想に耽っていたら、「ほっきょくぐまって「くま」かとおもったら「ぐま」かよ！ 「ぐま」つよい！ 「くま」よりつよい！「ぐま」つよい！ 「くま」よりつよい！」っていう歌詞を思いついた。

家族が見ているテレビをぼんやり音だけ聴いていたら「ポルターガイスト」って言葉がドイツ語だってことにふと気がついた。当たり前っちゃあ当たり前だけど、その発想がなかった。「ガイスト」はZeitgeist(時代精神)と同じだから「魂」とかそういう意味なんだろう。ポルターは知らん。

いま流している番組のナレーターが仮面ライダーWのあれの人なので、「ヒート！トリガー！ジョーカー！」とか言ってみたくなったが、次男がいない。ホームシック。(<-家に居ます)

今朝の草刈りの方は無事終了。草刈機の操作に没頭しすぎてジャージが草の破片だらけになってしまった。くさかりまさお！

夕方ジョギング10.03km in 69’05"。ひさびさの矢作川沿いコース。行きは夕焼けに向かって走って、帰りは暗闇に向かって走って、小休憩のときに振り返ってみたら、残照に堤防沿いの植えられた街路樹がシルエットだけになっていて、なんかもう、生きててよかったって感じだった。

次男の体操教室への送り迎え。待っているあいだに意味もなく中央総合体育館の写真を撮ってみた。

そして行き帰りの車では次男と一緒に「スターライトパレード」とか「バッハの旋律を夜に聴いたせいです」を絶唱。人生を楽しんでおります。

長女がAviciiかけてて、いいかげん憶えた。The nightsの歌詞が泣ける。「僕が子どものときお父さんは…と言った。そして"These are the nights that never die"で「その夜」はけっして死なないけど、お父さんは亡くなったんだろうと暗示される。

広島到着！駅の「みっちゃん」に行ったら大行列だったので隣りに行った。新幹線も指定は満員、自由席に行っても座れなくてデッキで立ちながらラップトップ仕事をした。今日はなんか特別な日だったか？それとも日本の景気が回復しているのだろうか？(<-「主語大きすぎ」問題)

■ 研究関連メモ2015年9月

まじかよ、phantom limbのrewiring説に見直しが必要？ Brain 2015 Reassessing cortical reorganization in the primary sensorimotor cortex following arm amputation このネタ、Hurley and Noeのexternalist説vs Internalist説で使ってきたけど、アップデートが必要そうだ。

いいもんみつけた：「興奮・抑制均衡入門」「内容は, ほぼ van Vreeswijk & Sompolinsky (1998) “Chaotic balanced state in a model of cortical circuits”の解説です. 」

Yellowish blueの話はScientific American 2010ではじめて読んで、それからいつかやりたいと思ってる。これは意識の研究になると思う。

ふと思い立ってdeep learning + saliency mapで検索してみたらざくざく論文出てきた。これで大手を振ってdeep learning論文を読める。(<-え？) ともあれ、すくなくともventral visual pathwayではsaliencyの計算だけを独立でやっているというよりは、object recognitionと一緒にやっているであろうから、この考え方は正しいだろう。一方でsubcorticalのサリエンシー検出回路はobject recognitionをしていないのでまったく違った原理で動いている可能性がある。

こういう視点からうまいこと特徴付けてやることができると、cortical vs subcortcal saliency検出のシステムという議論を説得的に行えるかもしれない。よ～し、お父さん、ヒントン2006のmatlabコード動かしちゃうぞ！(<-その前にあれとあれとあれやれ！)

これはMarrの計算論的原理の違いまで持ってきて議論できるからインパクトあるんでないの？だれかやって！

しかもこれやると、ボトムアップの低レベル特徴によるサリエンシーだけでなくて、object recognitionまで含めたfaceとかそういったオブジェクトまで含めて視線データの推測に使うことができる。つまり、サリエンシーモデルの後付け拡張でなくて、サリエンシー+物体認知でやる。

けっきょく我慢できずHintonのScience 2006のコードを動かしてる。いま2hrかけてBPを24/200回したところだがファン回りまくり。もう収束してるしから休め、と言いたい。

MNIST

mnistdeepauto.mの結果(左)は200epoch回してもまだerrorが下がり続けている。mnistclassify.mの結果(右)は35epochで止めたがもう充分というかんじ。あとで重みを見てやる。面白い。

MNISTerror

昨日の飲み会(飲んでないけど)では「マーモでrubber hand illusionを！」とか言ってみたけど、マカクでGraziano et al Science 2000があったのを思い出した。

でもラバーハンドイルージョン的な自己(parietal)と離人症でいう自己(anerior insula)って多分別モンで、石田さん、鈴木さんの論文みたいにSII-aINSで繋がってもいいのかもしれないけど、「自己」にも背側経路と腹側経路とかあったりしないかな、とか昨日話をした。

あとマーモやマカクでTPJ刺激でOBEって話もした。でもどうやって検証しろと？(<-自分で自分にツッコミ)

Grazianoのパブリケーション・リストを見たら、小説や音楽作品まで入っていて、なにこの人、ダ・ヴィンチ？と心底震え上がった。

「内容は情報と熱力学を使って生体通信を理解しようという話です」こういうの勉強したい。

でもたぶん無理。高3ときの物理の試験で5/100点とって校内下位5%に入ってから私は物理は諦めている。いまさら「自由エネルギー最小原理」とかちゃんちゃらおかしい。俺は微分方程式など捨てて「お話としての説明」だけに満足しようと思う。

だから俺は「モテない男のミソジニー」みたいなものを物理に対して持っており、物理帝国主義を嫌悪し、そして密かに憧れる。それはたぶん、計算主義や表象主義を徹底させた合理主義を密かに嫌悪し、(わかりもしないくせに)直接知覚や反表象主義に半可通的に接近しようとする俺の傾向と通底している。

PsychoPyとEyeLinkを組み合わせるとPyGameの制限で刺激提示をプライマリモニタにしないといけない。で、しばしばPsychoPyがセカンダリから帰ってこなくなる。Spectacle https://spectacleapp.com/ というので対処できることを知った。

Walter Pittsの生涯については、Lettvinの証言とかの短い記事は読んだことがあるが、これだけ詳しいものは初めて見た：The Man Who Tried to Redeem the World with Logic

この部分とか：“Nature had chosen the messiness of life over the austerity of logic, a choice Pitts likely could not comprehend.” messinessキタ！

元ネタのひとつはこれか。あいにく読めない。Walter Pitts by Neil R. Smalheiser Perspectives in Biology and Medicine 43.2 (2000) 217-226

お勧めエントリ

  • 細胞外電極はなにを見ているか(1) 20080727 (2) リニューアル版 20081107
  • 総説 長期記憶の脳内メカニズム 20100909
  • 駒場講義2013 「意識の科学的研究 - 盲視を起点に」20130626
  • 駒場講義2012レジメ 意識と注意の脳内メカニズム(1) 注意 20121010 (2) 意識 20121011
  • 視覚、注意、言語で3*2の背側、腹側経路説 20140119
  • 脳科学辞典の項目書いた 「盲視」 20130407
  • 脳科学辞典の項目書いた 「気づき」 20130228
  • 脳科学辞典の項目書いた 「サリエンシー」 20121224
  • 脳科学辞典の項目書いた 「マイクロサッケード」 20121227
  • 盲視でおこる「なにかあるかんじ」 20110126
  • DKL色空間についてまとめ 20090113
  • 科学基礎論学会 秋の研究例会 ワークショップ「意識の神経科学と神経現象学」レジメ 20131102
  • ギャラガー＆ザハヴィ『現象学的な心』合評会レジメ 20130628
  • Marrのrepresentationとprocessをベイトソン流に解釈する (1) 20100317 (2) 20100317
  • 半側空間無視と同名半盲とは区別できるか？(1) 20080220 (2) 半側空間無視の原因部位は？ 20080221
  • MarrのVisionの最初と最後だけを読む 20071213

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