| Project/Area Number |
22K07325
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences (2023-2024)
Kyoto University (2022) |
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Principal Investigator |
Kaneko Takaaki 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 特任助教 (50744372)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 社会的認知 / 心の理論 / 深層学習 / マーモセット / データ駆動解析 / 姿勢推定 / 内側前頭前野 / 社会行動 / 自由行動 / メンタライジング / 人工ニューラルネットワーク / 自由行動解析 / 人工知能 / 自然行動 / 霊長類 / 自由行動定量化 / 他者認識 / 神経回路操作 |
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| Outline of Research at the Start |
他者の心の状態は外部から直接観測不可能であるが、我々は相手の内的状態(情動状態など)の推定に基づいて自己の行動を調節している。これを実現する神経メカニズムについて、関連する領域が推定されているものの、詳しい動作原理は不明である。この問題にアプローチするための動物モデルと行動課題が乏しいため、種々の非侵襲的手法が使えないことが大きな障害となっている。そこで本研究では、小型霊長類マーモセットをモデルとして深層学習による人工知能（AI）を用いた行動解析法を開発することで、他者の内的状態に応じて自己の行動を柔軟に調整して安定した社会関係を保つ神経機構を明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
The neural mechanisms underlying the cognitive capacity to infer the internal states of others, such as intentions and emotions, remain poorly understood. The present study aimed to elucidate the neural basis of such inference and the associated behavioral adjustments by establishing a novel analytic methodology to quantify the behavior of freely moving marmosets. Using multiple deep neural networks trained on large-scale datasets, we developed an evaluation system capable of reconstructing and estimating the 3D poses of marmosets, a small non-human primate well-suited for analyzing complex natural behaviors in laboratory settings. We also established a behavioral paradigm to investigate marmosets’ flexible behavioral adjustments based on others’ internal states. Furthermore, pharmacological inactivation experiments demonstrated a causal role of the medial prefrontal cortex in supporting such behavioral flexibility.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
私たちは、他者の行為を観察する際、その背後にある意図や感情などの心の状態を推定する。このような能力は、他者との円滑な社会的相互作用に不可欠であり、発達障害や精神疾患ではこの機能の障害が対人関係に困難をもたらすことが指摘されている。このため、その神経基盤について精力的に研究が行われており、ヒト脳機能イメージングなどにより関連の深い脳領域や神経ネットワークが同定されている。一方で、細胞レベルでの詳細なメカニズムは不明であった。本研究により、モデル動物を用いた検証が可能となり、様々な侵襲的研究手法を導入することができる。これにより、他者理解の神経機構とその破綻についてさらなる研究の進展が期待される。
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