バイオ超越 - 脳神経マルチセルラバイオ計算の理解とバイオ超越への挑戦

文部科学省 科学研究費助成事業 「学術変革領域研究(A)」

研究内容

計画研究のチーム体制

生物実験のデータを記述する情報処理モデルと学習則の定式化(マルチセルラ数理モデル)、ハードウェアへの機能実装と実機制御応用(マルチセルラハードウェア)、培養細胞を用いたモデル・学習則の検証と生体機能の人工再構成(マルチセルラウェットウェア)、これら3つのドメインにおけるバイオ超越に挑戦するためのチームとして、本領域では専門分野が異なる4つの研究項目を設置する。

A01項目(情報数理)では、生物実験で得られる多細胞ダイナミクスに関する大規模データから情報表現として意味のある統計量を抽出し(松井班)、自発活動などの特徴の機能的意義を説明する数理モデルとして定式化する(香取班)。

A02項目(生体工学)では、健常時の感覚運動制御(山本班)と損傷後の自己修復過程(平野班)を対象として、定式化されたマルチセルラ数理モデルが実細胞系で動作することを検証し、さらに培養神経回路を基盤とする計算機の実現に向けて各種センサやアクチュエータとのインターフェース技術を開発する(谷井班)。

A03項目(システム神経科学)では、モデル動物脳の直接計測により、生体系での多細胞ダイナミクスに基づく情報表現(正水班)とシナプスレベルでの可塑性(神谷班)に関する生理データを取得する。

A04項目(ハードウェア応用)では、マルチセルラ数理モデルを生物に近い電力効率で実装する集積回路を開発し(河野班)、さらにそれを実機適応制御コントローラとしてロボット制御に応用することで再帰的神経回路から創発する感覚運動変換特性を明らかにする(平田班)。

共通プラットフォーム拠点

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