講義
Ion channels: Nernst equation
Ion channels: Goldman-Hodgkin-Katz equation
Hodgkin-Huxley model
計算論的神経科学 - 単一細胞の計算論モデル をみた。
講義
Quadratic-and-fire model
In general, the dynamics for membrane potential has general form:
For LIF model, F is linear in terms of both v and I.
Quadratic-and-fire(QIF) model: F is quadratic in terms of v and linear in terms of I.
if , then
- LIFモデルでは、1次だったので閾値を超えた場合の不安定な状態を記述できないが、QIFモデルでは、2次のため不安定な状態を記述できる。
図
Resonate-and-fire model
Resonate-and-fire model: two-dimensional model of membrane potential (v) and the recovery variable (w).
- Integrate-and-fire Neuronは、入力すると電位が上がって徐々に下がっていくが、連続して入力すると電位が下がり切る前に上がり、発火するという動作をする。対して、Resonate-and-fire Neuronは、一定の間隔で入力されると電位が上がる。つまり、周期があう電位が上がるという動作になる。
図
計算論的神経科学 - 収斂進化と単一細胞の計算論モデル をみた。
- 講義
- 収斂進化(Convergent evolution)
- Leaky Integrate-and-file model (LIF)
- Analytical Solution of LIF model with constant current
- f-I curve of LIF model
- 図
講義
収斂進化(Convergent evolution)
系統派生学的に全く異なる動物が、情報処理の観点からいうと解くべき問題が同じだと、同じような解に陥る。以下のような例がある。
- 脊椎動物（人）と頭足類（タコ・イカ）の目
- ハチドリとスズメガが蜜を吸うための羽ばたき
- 身体が小さい鳥・虫は、空気の粘性が高いため、こまかい羽ばたきになる。
- バッタとハトが衝突を回避する計算
- firing rate 〜
- firing rate 〜
※情報処理の観点から見ることで、異なる動物の特定の機能について、統一的な観点から見ることができる。
Leaky Integrate-and-file model (LIF)
Leaky Integration
- I(t) : 外部入力の重み付け和
: 平衡電位に戻ろうとする項。leakyな項。
Fire(spike)
If the potential reaches the threshold voltage,
then, add a spike and reset the potential to the reset voltage.
Analytical Solution of LIF model with constant current
subtracting the equilibrium potential
considering a time-invariant current
解になっているか確かめる
f-I curve of LIF model
- f: 発火率。frequency
図
計算論的神経科学 - 神経科学の歴史とDavid Marrの三レベル をみた。
- 講義
- 計算論的神経科学(computational neuroscience)
- David Marr's tri-levels of computational neuroscience
- 強化学習の例(David Marr's tri-levels of computational neuroscience)
講義
計算論的神経科学(computational neuroscience)
脳の中でどのような情報処理が行われているかを議論する学問。認知科学や人工知能と近い。
David Marr's tri-levels of computational neuroscience
Computational level
- what does the system do (e.g.: what problems does it solve or overcome) and similarly, why does it do these things
- 最適化の評価関数を決める
Algorithmic/representational level
- how does the system do what it does, specifically, what representations does it use and what processes does it employ to build and manipulate the representations
- 事象をどう表現（数式化、数値化）するか決める
Implementational/physical level
- how is the system physically realized (in the case of biological vision, what neural structures and neuronal activities implement the visual system)
- 脳のどの部位がどの計算をしているかを決める
強化学習の例(David Marr's tri-levels of computational neuroscience)
Computational level
- Maximize the future rewards.
: （行動経済学の）報酬。大きいと将来の報酬のために今の報酬を我慢しやすい。小さいと将来の報酬より今の報酬を優先する。割引報酬和が発散しないように、1より小さい数値が入る。
Algorithmic/representational level
- Learning how to maximize the reward using a reward-prediction error.
: Actual reward
: Predicted reward
- 学習は、報酬そのものではなく、報酬の予測誤差になっている。報酬の期待値からのズレが学習になる。
- 脳は常に予測している。
Implementational/physical level
- Dopamine neurons in the basal ganglia.
- 猿に餌を与える場合、餌を与えた直後が活性化する。
- 光を出して猿に餌を与える場合、光を出したあとが活性化するが、実際に餌をもらえたときは活性化しない。（古典的条件付け）
- 光を出して猿に餌を与えない場合、光を出したあとが同じくらい活性化するが、餌をもらえる場所で活性が負になる。
『自閉症の僕が跳びはねる理由』をみた。
ひとこと紹介
自閉症の人が書いた本。自閉症患者の心理が書かれているのが希少らしい。
購入動機
自閉症ってどんな感じなの、と思って買った。
所感
生きてて自閉症患者と接していることを意識することってなかったから、自閉症患者の心理より、正直自閉症の症状自体が「へー」という感じだった。コミュニケーションを継続するのが難しい病気なので、症状が重くなるとサポートなしに社会生活を送るのは難しそうだ。電車でたまに大声で叫んでる人がいるけど、多分自閉症の人なんだろうな。ひとりでいるということは一応社会生活送れると診断されたんだろうけど。
本書には作者が自分の気持ちを書いているが、自閉症患者すべてがそういう感情の傾向がある訳ではない。行動と感情が一致しないことがあるし、行動に何らかの理由があり、患者の中でコントロールできないこととコントロールできることがあるということは分かったかな。普通の人は行動や発言からその人の気持ちをある程度類推できるが、自閉症患者の場合、通常の類推は通用しないというの分かった。
個人的には、自閉症患者は最近あらわれた的な記述があったことが気になる。
『チームのことだけ、考えた。』をみた。
ひとこと紹介
グループウェアで世界一になるために多様性を受け入れるチームを作るべくがんばっていますという話。
購入動機
サイボウズの人が本書いたり大学の講義をしてたりするのをみて、気になった。
所感
自然が多様性を持つのは全滅を避けるための戦略だが、組織運営における多様性はそれをぱくったもので、適度な新陳代謝を保ちながら人の多様性を受け入れることで、比較的安定した環境で、適度に新鮮なプラスの刺激を得られることを目的としている。人の出入りが突然変異による新陳代謝と対応しているのだが、比較的安定した新陳代謝が繰り返されたとしても、必ずしもプラスの刺激が得られるとは限らない。サイボウズはこれからイノベーションをどうやって起こすかにフォーカスしていくことになるんだろうな。
個人的には、多様性は環境因子で、そこまでいいものでも悪いものでもないと思ってる。重要なのは「新しく優秀な人が入ってくること」「それによって、製品の体験に変化があること」「それによって、使ってくれる人が増えること」で、使ってくれる人が増える手を打てないと目標を達成できないから。とか考えてしまうのは、外部からの環境因子で内部因子にそこまで変化がないと思うからで、安定した環境に慣れた内部因子は特に変化しにくくなるからだ。内部因子自身に変化を求めないのであれば、安定しすぎた内部因子を捨てないといけないから。製品にとって安定した内部因子がどれくらい必要で、不安定な外部因子がどれくらい必要かが課題だが、多様性以外の別の要素が必要だよねと思う。
