脳神経マルチセルラバイオコンピューティング

マルチセルラ神経ダイナミクスのデータ解析基盤と情報処理モデル

活動電位の発生や発火率などの電気的に生じるダイナミクスに加えて、樹状突起・シナプス終末などを含む細胞内空間での荷電粒子のダイナミクスを情報表現パラダイムとして用いるマルチセルラバイオコンピューティングモデルを定式化する。

バイオコンピューティングシステムの実細胞再構成

微細加工基板表面に形成した人工神経細胞回路とその摂動解析系を基盤として、実神経細胞が構成するマルチセルラネットワークの大自由度システムとしての動的特性と自己組織性をボトムアップに解析するための実験系を創成する。

マルチセルラネットワーク上の自発的局所学習則

無入力時ならびに感覚運動学習時のマウス大脳皮質視覚野において、マルチセルラネットワークを構成する個々の神経細胞への入出力をシナプス単位で可視化し、感覚情報処理に伴う神経細胞間の局所相互作用の実態を明らかにする。

モデル動物脳におけるマルチセルラ情報表現

モデル動物を対象とし、運動課題実行時の大脳皮質でのマルチセルラ神経活動、大脳皮質・運動野損傷後の自己修復、さらには損傷部位への神経細胞移植による自己組織的機能補填の脳内基盤を明らかにする。