2025年 大学院理工学研究科 シラバス - 情報科学専攻
設置情報
| 科目名 | 生体情報科学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 情報科学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 佐伯 勝敏 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | K52A |
| クラス | |||
| その他 | 実務経験のある教員による授業科目 | ||
概要
| 学修到達目標 | 生体情報の中で、特に神経系の情報処理に着目し、人間の神経系を模倣した装置を構成すれば人間と同様な情報処理が実現できるに違いないという立場から，脳の情報処理の解明とその工学的応用を目的に，神経細胞のモデル化，学習認識系（学習，記憶，脳内における情報処），神経回路網におけるダイナミックスなどについて理解することができる。更に，ノイマン形のコンピュータの苦手とする分野の情報処理装置として期待されているニューロコンピュータについて理解することができる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
医療機器メーカーにてハードウェア設計の経験がある教員が，自身の経験を活かした対面授業を行うと共に、必要に応じて学生による発表形式で行う。 「対面授業」 |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
境界領域の内容なので特に必要としない。 |
授業計画
| 第1回 | 神経系情報科学とはどのような学問であるかを説明する。 | 【事前学修】神経系情報科学に関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | 神経系情報科学研究の歴史について述べる。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第3回 | 生体の神経回路の基本となるニューロンの構造と性質について説明し、その特徴を述べる。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第4回 | 神経細胞（ニューロン）の動作（活動電位の発生、神経伝導、シナプスの特性、可塑シナプス）について説明する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第5回 | 神経細胞のモデル化１：生理学的実験により導かれた神経興奮膜のモデルとその簡略化したモデルについて学習するとともに、工学的モデルとの関係について説明する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第6回 | 神経細胞のモデル化２：種々の数式モデルをディジタル形、アナログ形、パルス形に分類し、それぞれのモデルについて説明する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第7回 | 前回講義したニューロンの数式モデルについて、ディスカッション形式で、それぞれの特長を理解する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第8回 | 神経細胞のモデル化３：ニューロンのハードウェアモデルについて学習する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第9回 | ニューロン回路：ニューロンの種々の結合様式について説明し、それをモデル化した場合、種々の特徴回路が構成できることについて説明する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第10回 | 感覚神経回路と情報処理：感覚神経回路を用いた情報処理について述べる。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第11回 | 視覚神経回路と情報処理：視覚情報処理について学習する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第12回 | 聴覚神経回路と情報処理：聴覚情報処理とそのニューラルネットワークについて学習し、音声の特徴を理解する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第13回 | 神経回路の学習理論：神経素子の学習、2分割学習、相関学習と連想記憶、直交学習などについて学習する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第14回 | 神経回路網と情報処理１：パーセプトロン、バックプロパゲーションなど階層型について学習する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第15回 | 神経回路網と情報処理２：ディープラーニングについて学習する。 | 【事前学修】今回のテーマに関連する基礎的な事項について調査をする。 【事後学修】授業中に説明した事柄や興味を持つ技術などをまとめるとともに関連項目を調査して理解を深める。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
その他
| 教科書 |
教科書は特になし。
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
杉江昇，大西昇 『生体情報処理』 (株)昭晃堂 2001年 第初版
中野馨 『ニューロコンピュータの基礎』 コロナ社 1990年 第初版
必要に応じて資料を配付．
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| 成績評価の方法 及び基準 |
発表(50％)、レポート・演習（50％）で総合的に評価する |
| 質問への対応 | 随時，直接及びメール等で対応 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室 船橋校舎4号館432号室 e-mail saeki.katsutoshi@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 12:15 ～ 13:15
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| 学生への メッセージ |