業 績
論文
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Integrating predictive coding with reservoir computing in spiking neural network model of cultured neurons
Yoshitaka Ishikawa, Takumi Shinkawa, Takuma Sumi, Hideyuki Kato, Hideaki Yamamoto, Yuichi Katori, NOLTA, IEICE (accepted)
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Numerical study on physical reservoir computing with Josephson junctions
Koki Watanabe, Yoshinao Mizugaki, Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Taro Yamashita, Shigeo Sato, IEEE Transactions on Applied Superconductivity 34, 1700204 (2024)
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Enhanced responses to inflammatory cytokine interleukin-6 in micropatterned networks of cultured cortical neurons
Mamoru Sakaibara, Hideaki Yamamoto, Hakuba Murota, Nobuaki Monma, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata, Biochemical and Biophysical Research Communications 695 149379 (2024)
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Computation harvesting from nature dynamics for predicting wind speed and direction
Takumi Aita, Hiroyasu Ando, Yuichi Katori, PLoS ONE 18 e0295649 (2023)
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Brain-inspired reservoir computing models
Yuichi Katori In: H. Suzuki, J. Tanida, M. Hashimoto (eds) Photonic Neural Networks with Spatiotemporal Dynamics. Springer, Singapore, pp. 259-278 (2023)
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Evaluation of the hierarchical correspondence between the human brain and artificial neural networks: A review
Trung Quang Pham, Teppei Matsui, Junichi Chikazoe, Biology 12, 1330 (2023)
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Model-free idealization: Adaptive integrated approach for idealization of ion channel currents (AI2)
Madoka Sato, Masanori Hariyama, Maki Komiya, Kae Suzuki, Yuzuru Tozawa, Hideaki Yamamoto, Ayumi Hirano-Iwata, Biophysical Journal 122 3959-3975 (2023)
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Modular architecture facilitates noise-driven control of synchrony in neuronal networks
Hideaki Yamamoto, F. Paul Spitzner, Taiki Takemuro, Victor Buendía, Carla Morante, Tomohiro Konno, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata, Viola Priesemann, Miguel A. Muñoz, Johannes Zierenberg, Jordi Soriano, Science Advances 9, eade1755 (2023)
Open dataset: G-Node GIN
プレスリリース: 生物の脳神経回路の構造を模した培養系モデルを開発
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Ketamine-induced 1-Hz oscillation of spontaneous neural activity is not directly visible in the hemodynamics
Ruixiang Li, Kenichi Ohki, Teppei Matsui, Biochemical and Biophysical Research Communications 678, 102-108 (2023)
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Biological neurons act as generalization filters in reservoir computing
Takuma Sumi, Hideaki Yamamoto, Yuichi Katori, Koki Ito, Satoshi Moriya, Tomohiro Konno, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata, Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A. 120, e2217008120 (2023)
Open dataset: Zenodo
プレスリリース: 「人工培養脳」が時系列データの処理を改善
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公開データベースを利用したヒト安静時脳活動研究
松井鉄平, 地村弘二, 李 鋭祥, 統計数理 71, 81-95 (2023)
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マイクロ流体デバイスを用いた神経回路機能の実細胞再構成
山本英明, 平野愛弓, 佐藤茂雄, 応用物理 92, 278-282 (2023)
DOI: 10.11470/oubutsu.92.5_278
英訳版: JSAP Review
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Simulation test for impartment of use-dependent plasticity by inactivation of axonal potassium channels on hippocampal mossy fibers
Fumeng Zheng, Haruyuki Kamiya, Front. Cell. Neurosci. 17, 1154910 (2023)
DOI: 10.3389/fncel.2023.1154910
Open-source code: ModelDB
プレプリント
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Location analysis of presynaptically active and silent synapses in single-cultured hippocampal neurons
Otoya Kitaoka, Kohei Oyabu, Kaori Kubota,Takuya Watanabe, Satoru Kondo, Teppei Matsui, Shutaro Katsurabayashi, Katsunori Iwasaki, bioRxiv 2023.12.12.571354 (2023)
招待講演
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神経細胞ネットワークの機能を理解し応用するための神経工学技術
山本英明
Beyond AIワークショップ「培養ニューロンの機能と未来」 2024年3月2日
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Optogenetic perturbation of engineered neuronal networks grown in vitro
H. Yamamoto, S. Sato, A. Hirano-Iwata
16th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2023) 2023年11月21日
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Analog CMOS implementation of neuromorphic hardware
S. Sato, Satoshi Moriya, Satoshi Ono, H. Yamamoto
The 2023 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai (IMFEDK 2023) 2023年11月17日
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New tools for the functional analysis of membrane proteins based on lipid bilayer systems
A. Hirano-Iwata
36th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2023) 2023年11月16日
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生体工学と機械学習による神経回路機能の探求
山本英明
計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2023 2023年11月11日
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人工神経細胞回路を用いた物理リザバーコンピューティング
山本英明
化学とマイクロ・ナノシステム学会 第48回研究会 2023年11月7日
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Environmental arrangements for the synaptic transmission from a glial perspective
Shutaro Katsurabayashi
2023年日本表面真空学会学術講演会 2023年11月2日
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Elucidation of pathological features of Parkinson's disease using human induced pluripotent stem cell-drived region-specific neurons
Kaneyasu Nishimura
2023年日本表面真空学会学術講演会 2023年11月2日
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In vitro neuroengineering technologies for reconstituting and decoding neuronal network dynamics
Hideaki Yamamoto, Ayumi Hirano-Iwata, Shigeo Sato
Tohoku NeuroTech Symposium 2023 2023年7月31日
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ナノ・マイクロ加工技術に基づく細胞膜機能の再構成とその応用
平野愛弓
第35回バイオメディカル分析科学シンポジウム 2023年7月29日
受賞
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2024.02.15
令和5年度(第13回)RIEC Award本賞
「マイクロ加工基板を用いた大脳皮質神経回路の培養系モデルの開発と応用」
山本英明
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2024.02.14
Best Student Paper Award
「Reservoir Reinforcement Learning Model for Generating and Switching Motor Primitives」
Yu Yoshino, Y. Katori
10th Anniversary Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences
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2024.02.14
Best Student Paper Award
「Enhancing Reinforcement Learning in POMDPs with the Reservoir Soft Actor-Critic Model Incorporating Multi-layer Structures」
Tatsuro Nagai, Y. Katori
10th Anniversary Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences
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2023.11.08
Lab on a Chip outstanding research award
「脂質二分子膜の新規電気化学発光イメージング」
平本 薫, 伊野浩介, 平野愛弓, 珠玖 仁
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2023.09.29
NOLTA2023 Best Student Paper Award
「Evaluation of Reservoir-Based Predictive Coding in Cultured Neurons with Spiking Neural Network Model」
Yoshitaka Ishikawa, Takumi Shinkawa, Takuma Sumi, Hideyuki Kato, Hideaki Yamamoto, Yuichi Katori
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2023.08.25
Oral Presentation Prize
「Construction of a novel evaluation system for specific capacitance of artificial bilayer lipid membranes」
Hironori Kageyama, Madoka Sato, Maki Komiya, Teng Ma, Ayumi Hirano-Iwata
アウトリーチ活動
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物理×バイオ×数学で拓く未来社会とSDGs(市民講座)
山本英明, 第14回M&BE市民講座(札幌市立札幌清田高等学校「SDGs×探求人インタビュー」), 2024年1月17日
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培養脳でコンピューター~米大、神経細胞使い音声認識 省エネで電力問題に対応~(研究紹介)
山本英明, 香取勇一, 日本経済新聞・朝刊, 2024年2月9日
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脳をつくる~人工培養された脳が拓く新たな科学~(テレビ出演)
山本英明, 香取勇一, BSフジ・科学番組「ガリレオX」, 2023年12月10日, 17日
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マイクロ流体デバイスで培養されたラット大脳皮質の神経細胞(試料提供)
山本英明, 室田白馬, 平野愛弓, 浜松ホトニクス「Photon Fair 2023」, 2023年11月16日-18日
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岩間 智紀氏によるアート作品(インスタレーション):「海をほどく」(神経データ提供)
山本英明, 佐藤有弥, 平野愛弓, NeuroTech Art Exhibition, 2023年7月31日-8月4日