正規化モデル

正規化モデル^[1]は一次視覚野のニューロンの応答の有力なモデルである。David Heeger は1990 年代初頭にこのモデルを開発し^{[2] 、後に}Matteo CarandiniおよびJ. Anthony Movshonと共同で改良した^[3]。このモデルには除算段階が含まれる。分子には古典的受容野の出力が入る。分母には定数と局所刺激コントラストの尺度が入る。正規化モデルは当初一次視覚野の応答を説明するために開発されたが、現在では正規化は視覚系全体、および嗅球における匂いの表現^[4] 、視覚的注意の調整効果、価値の符号化、および多感覚情報の統合など、他の多くの感覚様式や脳領域で機能していると考えられている。また、海馬の閾値下電位でも観察されている。^[5]無脊椎動物から哺乳類に至るまで、多様な神経系に正規化が存在することから、正規化は標準的な神経計算法として機能していると考えられる。^[1]除算正規化は、自然刺激統計における冗長性を低減し^{[6] 、}効率的な符号化原理の実装と見なされることもある。正式には、除算正規化は、多変量パレート分布に従う刺激に対する情報最大化符号化である。^[7]

参考文献

^ ab Carandini, M.; Heeger, DJ (2011). 「正規化を標準的な神経計算として」. Nature Reviews Neuroscience . 13 (1): 51– 62. doi :10.1038/nrn3136. PMC 3273486. PMID 22108672 .
^ Heeger, DJ (1992). 「ネコ線条体皮質における細胞反応の正常化」. Visual Neuroscience . 9 (2): 181– 197. doi :10.1017/S0952523800009640. PMID 1504027. S2CID 22804285.
^ Carandini, M; Heeger, DJ; Movshon, JA (1997). 「マカクザル一次視覚皮質の単純細胞における線形性と正規化」Journal of Neuroscience . 17 (21): 8621–44 . doi : 10.1523/JNEUROSCI.17-21-08621.1997 . PMC 6573724 . PMID 9334433.
^ Olsen SR, Bhandawat V, Wilson R (2011). 「嗅覚集団コードにおける分割正規化」. Neuron . 66 (2): 287– 299. doi :10.1016/j.neuron.2010.04.009. PMC 2866644. PMID 20435004 . {{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
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^ Schwartz, O; Simoncelli, EP (2001). 「自然信号統計と感覚ゲイン制御」. Nature Neuroscience . 4 (8): 819–25 . doi : 10.1038/90526 . PMID 11477428.
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[pmid22108672-1] Carandini, M.; Heeger, DJ (2011). 「正規化を標準的な神経計算として」. Nature Reviews Neuroscience . 13 (1): 51– 62. doi :10.1038/nrn3136. PMC 3273486. PMID 22108672 .

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[pmid31021319-5] Bhatia A, Moza S, Bhalla US (2019). 「海馬における正確な興奮抑制バランスがゲインとタイミングを制御する」eLife . 8 . doi : 10.7554/eLife.43415 . PMC 6517031 . PMID 31021319. {{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[6] Schwartz, O; Simoncelli, EP (2001). 「自然信号統計と感覚ゲイン制御」. Nature Neuroscience . 4 (8): 819–25 . doi : 10.1038/90526 . PMID 11477428.

[7] Bucher, SF; Brandenburger, AM (2022). 「Divisive normalizationは多変量パレート分布環境における効率的なコードである」. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 119 (40) e2120581119. Bibcode :2022PNAS..11920581B. doi : 10.1073/pnas.2120581119 . PMC 9546555. PMID 36161961 .