知覚・認識 感情・心 学習・記憶 音 匂い 味 色 面フクロウの音源定位 神経細胞の構造 樹状突起 細胞体 軸索 他の細胞 神経細胞ネット ワークの構成 入力1 入力2 出力 入力3 我々の脳は電気・化学回路である． 興奮性（Glu）と抑制性 （GABA）シナプス結合 大脳皮質における神経細胞ネットワーク 脳は１０１１個程度の神経細胞が蜜にネット ワークを形成したもの Question: 昆虫の脳は何個程度の神経細胞 からなるか？ 数理神経科学 • 生物がもつ様々な脳機能（例 えば，学習，記憶，認知・認識， 感情・心）について，その神経 機構を，コンピュータシミュレー ションなどの数学的手法を用い て明らかにする学問 Question: ・眠りの定義は？ ・動物はなぜ眠るのか？ 脳は身近な宇宙みたいな存在である． 神経細胞の数理 モデル（簡易版） Ｘ１ Ｘ2 入力 ， ， ＸN-1 ， ＸN Σ 出力 N wi xi i 1 N 1 if wi xi 0 i 1 0 otherwise 積算（足し算） “1（ON）”がたくさん入力されるとき， “1”が出力される割合が高くなる． “0”は“OFF”を意味する． 我々の脳はディジタル処理器である． 神経細胞の数理 モデル（詳細） 細胞外 V 細胞内 Ee 80mV , Ei 0mV 神経細胞の数理 モデル（詳細版） 細胞外 細胞内 100 mV 細胞内外間電位差 大脳皮質の神経回路網 （ニューラルネットワーク） モデル (Izhikevich and Edelman, 2008) 面フクロウの音源定位 音源定位（水平方向） 音源（中央） 音源（左） 音源定位（水平方向） 音源（中央） 音源（左） 音源定位（水平方向） 音源（中央） 音源（左） 音源定位（水平方向） 音源（中央） 音源（左） 音源定位（水平方向） 音源（中央） 音源（左） 音源定位（水平方向） 音源（中央） 音源（左） 音源定位（水平方向） 音源（中央） 音源（左） 音源定位（水平方向） 音源（中央） 音源（左） 音源定位（垂直方向） 右耳 左耳 16 14 frequency(kHz) 12 10 Monkey1 Monkey2 Monkey3 8 6 4 2 0 0 100 200 time(ms) 300 400 16 14 frequency(kHz) 12 10 Monkey1 Monkey2 Monkey3 8 6 4 2 0 0 100 200 time(ms) 300 400 はたして脳は脳 を理解できる か？ • 人間を越える高等生物（宇宙 人）のみが，人間の脳を理解で きるの？？？
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