In vitro reconstitution of bioplausible information processing models and their wetware applications

• Project Area: Multicellular neurobiocomputing: Understanding and advancing towards biological supremacy
• Project/Area Number: 24H02332
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (IV)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山本 英明 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10552036)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 茂雄 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (10282013) ; 守谷 哲 東北大学, 電気通信研究所, 特任助教 (10898117)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥142,740,000 (Direct Cost: ¥109,800,000、Indirect Cost: ¥32,940,000); Fiscal Year 2025: ¥26,520,000 (Direct Cost: ¥20,400,000、Indirect Cost: ¥6,120,000); Fiscal Year 2024: ¥43,810,000 (Direct Cost: ¥33,700,000、Indirect Cost: ¥10,110,000)
• Keywords: 多細胞バイオ計算 / バイオ超越 / 培養神経回路 / マイクロ流体デバイス / 多点電極アレイ

Outline of Research at the Start

本計画研究では，大脳皮質の作動原理に着想を得て提唱されたマルチセルラ数理モデルを実細胞系で検証し，さらにそれをマルチセルラウェットウェアとして応用してバイオ超越に挑戦する．そのために，神経活動のフィードバック制御系の構築と動的予測符号化モデルの実細胞検証，さらには報酬修飾学習の実細胞検証に関する研究を行う．培養神経回路の活動計測には多点電極アレイおよび蛍光カルシウムイメージングを用いる．モジュール構造型培養神経回路の人工再構成では，これまでに実績のあるマイクロ流体デバイスの技術を活用する．