はじめての神経回路シミュレーション

脳をフルスクラッチで構築しよう！ パソコンの性能向上やスパコンの利用拡大によって今後ますます注目を浴びる脳の神経回路シミュレーション。本書では、脳の構成要素であるニューロンがスパイクを発射し、それがシナプスを介してネットワークを伝播して機能が生じる過程を、フルスクラッチで構築して再現します。 神経科学の基礎からスタートし、数値計算法、ニューロンとシナプスの構築、スパイク列の解析法、大脳皮質・小脳・大脳基底核・海馬における脳の様々な現象の再現など幅広い範囲をカバー。それだけでなく、並列計算による計算の高速化や、神経回路シミュレーション研究の現状と今後の展望など、実践には欠かせない知識も身につきます。 また、C言語によるコードも多数掲載されており、手を動かしながら読み進めることができます。脳のしくみに興味はあるけど座学では物足りない方、シミュレーション神経科学を俯瞰して学びたい方、神経回路シミュレーションの方法をより深く知りたい・高速化したい方におすすめの1冊です。 ーーー ー著者の山崎さんと五十嵐さんは「京」「富岳」といったスパコンを活用して、人間の脳の全神経細胞に相当する数の神経回路モデルのシミュレーションを初めて実現した世界的なパイオニアです。この本は、その過程で得た知識と技術を次の世代に伝えたいという情熱のこもった虎の巻です。(巻頭言より) ー銅谷賢治(沖縄科学技術大学院大学教授) 自分でつくれるもう一つの脳 - 先端脳研究者が書き下ろしたコードが満載！ ー山川宏(全脳アーキテクチャ・イニシアティブ代表) 第I部　ようこそ神経回路シミュレーションへ 第1章　計算神経科学入門 第2章　常微分方程式の数値解法 第3章　神経回路シミュレーション入門 第II部　脳の様々な現象を再現する 第4章　脳とは何か 第5章　大脳皮質 -第1次視覚野の眼優位性マップ形成のシミュレーション 第6章　小脳 -瞬目反射条件づけのシミュレーション 第7章　大脳基底核 -強化学習によるゴール探索のシミュレーション 第8章　海馬 -連想記憶のシミュレーション 第9章　脳ー身体シミュレーション 第10章　自己組織化マップ(SOM) 第11章　組み合わせ最適化問題の近似解法 第III部　スパコンを上手に使う 第12章　高性能神経計算入門 第13章　OpenMPによる計算の並列化 第14章　MPIによる計算の並列化 第15章　GPUによる計算の並列化 第16章　その他の並列計算の方法や高速化手法 第IV部　神経回路シミュレーションの最前線 第17章　神経回路シミュレーションのこれまでとこれから