| Project Area | Multicellular neurobiocomputing |
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| Project/Area Number |
21H05162
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (IV)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
香取 勇一 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (20557607)
松井 鉄平 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (10725948)
正水 芳人 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (90608530)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 多細胞バイオ計算 / 予測符号化 / リザバーコンピューティング / 培養神経回路 / 大脳皮質 / バイオイメージング / カルシウムイメージング / 自発活動 |
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| Outline of Research at the Start |
総括班は，領域代表者・計画研究代表者・領域アドバイザーより構成される．領域代表者と計画研究代表者は総括班の一員として，領域の運営方針の策定，各計画班間の連携の効率化，研究成果の発信を行う．領域アドバイザーからは，研究計画を確実に遂行するために領域の計画や方針に関する評価・助言を受ける．
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| Outline of Final Research Achievements |
This Research Area aimed to establish a new platform for interdisciplinary collaboration that transcends the boundaries of academic disciplines in order to understand and model the mechanism by which the brain (especially the mammalian neocortex) realizes information processing using multicellular networks. We promoted interdisciplinary research that crosses the boundaries of life science, engineering, and information science, and succeeded in: (1) proposing a bio-plausible model that mimics information processing in the neocortex, (2) showing a proof-of-concept experiment for reservoir computing using cultured neuronal networks, (3) clarifying a self-organization principle of the visual cortical circuitry in mice, and (4) constructing a novel setup to study the self-repair process in the model animal brain after a localized injury.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本領域活動により，生物の脳を構成する多細胞ネットワークを対象として，モデル動物を使った研究（in vivo）・培養細胞を使った研究（in vitro）・数理モデルを使った研究（in silico）の有機的な連携体制が構築できた．このような連携によって脳神経回路の計算機構の理解が深まることは学術的に重要なことはもちろんのこと，現代のAIや脳型ハードウェアが直面する電力効率や学習効率などの課題の解決にも結びつく可能性がある．
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