生体情報工学 2013 サポートページ

担当: 池口徹 (大学院 理工学研究科 研究部 数理電子情報部門 教授)
TA:黒田 佳織 (大学院 理工学研究科 理工学専攻 数理電子情報コース D3)
時間: 後期，水曜日，5限＠工学部 54番教室

概要:

我々の脳の基本構成素子である神経細胞の基本的な性質を理解し， 神経細胞が集まり構成される神経回路網はどのように動作するのかを知り， 脳内においてどのような情報処理原理が用いられているのかを学びます． また，このような情報処理原理を用いて、 どのような工学的な課題が解決されてきたのか， これからされるのか，その可能性などについても， 優しく解説します．

講義に必要な知識は， 微分積分学 (1年次に，情報数学入門，応用解析学，応用線形代数で履修), 3年次前期開講の非線形システム概論， に関する内容だけです． 尚，本講義においても， 関連する諸事項に関する基本は簡単に復習する予定です．

毎週の講義の後半20分〜30分を演習時間として， 各回の内容を十分理解しながら講義をすすめていきます．

2011年度 生体情報工学の授業評価結果

1. 結果
2. 個別コメントに対する 回答

資料

• 教科書:
  1. なし．
  2. 補足資料
  3. スライドのプリントアウト抜粋などを配布します．
• 参考書:
  1. E. R. Kandel, J. H. Schwartz, T. M. Jessell: Principles of Neural Science, Fourth Edition, McGraw-Hill, 2000.
  2. A. R. Crossmann, D. Neary 著， 野村 嶬，水野 昇 訳: 神経解剖カラーテキスト， (Neuroanatomy--An Illustrated Colour Text), 医学書院，2002.
  3. 時実利彦: 脳の話，岩波新書，G125, 1962.
  4. 宮川博義，井上雅司: ニューロンの生物物理，丸善，2003.
  5. S. H. Strogatz: Nonlinear Dynamics and Chaos With Applications to Physics, Biology, Chemistry and Engineering, Addison Wesley, 1994.
  6. D. Kaplan and L. Glass: Understandng Nonlinear Dynamics, Springer-Verlag, 1995.
  7. 川上博 編著: 生体リズムの動的モデルとその解析--MEと非線形力学--, コロナ社，2001.
  8. 小松勇作 編，数学 英和・和英辞典，共立出版．
  9. その他の参考資料は，講義中に適宜配布する予定です．

評価 (予定):

• 毎回の講義終了時にコメント用紙の提出があります．
  (選ばれた)コメントに対して， 毎回 返答 します．皆さんも確認してください．
• コメント用紙の内容を授業参加点として勘案します．
• 授業参加度， (数回の) 宿題， 最終レポート (試験) により総合的に評価する予定です．

授業予定: 変更する可能性が十分あります．必ず講義前に確認をしてください．

• 10月02日 (第01講):

  • イントロダクション
  • 講義の進め方，内容，評価方法などについて．
  • コメントに対する 答

• 10月09日 (第02講):

  • 脳とその構造
  • 脳とコンピュータ
  • コメントに対する 答

• 10月16日 (第03講):

  • ニューロンとその振る舞い
  • コメントに対する 答

• 10月23日 (第04講):

  • 細胞膜の等価回路
  • コメントに対する 答

• 10月30日 (第05講):

  • ニューロンの数理モデル(を構築するために)
  • コメントに対する 答

• 11月06日 (第06講):

  • HH方程式の構築 Part 1
  • コメントに対する 答

• 11月13日 (第07講):

  • 演習問題解説
  • 微分方程式の解き方 Part 1
  • コメントに対する 答

• 11月20日 (第08講):

  • 微分方程式の解き方 Part 2
  • HH方程式の構築 Part 2
  • コメントに対する 答

• 11月27日 (第09講):

  • HH方程式の構築 Part 3
  • コメントに対する 答

• 12月04日 (第10講):

  • HH方程式の構築 Part 4
  • BvP方程式，ニューロンの数理モデル
  • コメントに対する 答

• 12月11日 (第11講):

  • 神経回路網理論
  • マッカロ・ピッツのモデル
  • マッカロ・ピッツのモデルによる論理演算の構成
  • コメントに対する 答

• 12月18日 (第11講):

  • MPモデルの拡張
  • ニューラルネットワークの分類
  • ニューラルネットワークのアーキテクチャ
  • コメントに対する 答

• 01月08日 (第12講):

  • 連想記憶
  • コメントに対する 答

• 01月15日 (第13講):

  • ホップフィールドニューラルネットのエネルギー関数
  • TSPとは何か?
  • ホップフィールドニューラルネットのTSPへの応用
  • ホップフィールドニューラルネットの問題点とその解決法

• 01月22日 (第14講):

  • 演習回答日

• 01月29日 (第15講):

  • カイアニエロのモデル
  • 南雲・佐藤のモデル
  • 合原のモデル (カオスニュ−ロン，カオスニューラルネットワーク)
  • カオスニューラルネットワークを用いた動的連想記憶
  • カオスニューラルネットワークを用いた組合せ最適化技法
  • この講義のまとめ
  • 授業アンケート

• 02月12日 (第16講):

  • 期末試験

授業評価結果

1. 2011年度 生体情報工学の授業評価結果
   1. 結果
   2. 個別コメントに対する 回答
2. 2010年度 生体情報工学の授業評価結果
   1. 結果
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   3. 個別コメントはありませんでした
3. 2009年度 生体情報工学の授業評価結果
   1. 結果
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   3. 個別コメントはありませんでした
4. 2009年度 生体情報工学の授業評価結果
   1. 結果
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5. 2008年度 生体情報工学の授業評価結果
   1. 結果
   2. 個別コメントはありませんでした
6. 2007年度 生体情報工学の授業評価結果
   1. 結果
   2. 個別コメントに対する 回答

リンク:

1. 池口 徹 講義サポートページ
2. 非線形システム概論
   • 2011年度
   • 2010年度
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   • 2008年度
   • 2007年度
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   • 2005年度
   • 2004年度
3. 生体情報工学
   • 2011年度
   • 2010年度
   • 2009年度
   • 2008年度
   • 2007年度
4. 合原一幸先生の書いた Chaos in neurons (Scholarpedia)
5. カオス・フラクタルの工学的応用
6. 応用解析学
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   • 2005年度前期
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   • 2002年度
7. 情報工学総合演習
   • 2011年度 課題B「組合せ最適化」
   • 2010年度 課題B「組合せ最適化」
   • 2009年度 課題B「組合せ最適化」
   • 2008年度 課題B「組み合わせ最適化」
   • 2007年度 課題B1「組み合わせ最適化」
   • 2006年度 課題B1「組み合わせ最適化」
   • 2005年度 課題B「カオスとフラクタル」
   • 2004年度 課題B 「カオスとフラクタル」
8. 情報システム工学入門 (池口担当分サポートページ)
   • 2009年度 「Sync 入門」
   • 2008年度 「脳科学入門」
   • 2007年度 ``What's Nonlinear?''(それって非線形？)
   • 2006年度 「なぜ数学を学ぶのか？」
   • 2005年度 「複雑ネットワーク入門」
   • 2004年度 「組み合わせ最適化問題への招待」
   • 2003年度 「平成15年度ICS前期入試問題を斬る！─カオス学への招待─」
   • 2002年度 「フラクタルとは何か─非整数次元の不思議─」
9. 池口研究室