Computational description of social behavior using a data-driven approach
| Project/Area Number |
22K07338
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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 Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
三村 喬生 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究部, 研究員 (60747377)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2026: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 行動 / 時系列構造 / 数理モデル / 機械学習 / 化学遺伝学 / 神経操作 / 霊長類 / 社会性 / 人工知能 / 統計モデル |
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| Outline of Research at the Start |
ヒトと動物に共通する非言語性のコミュニケーションの客観的な記述は社会脳機能の全容解明においても須である。本研究では非言語コミュニケーションにおける動作の基本単位とその構文規則(行動構文)に内在する相互の意思伝達過程をモデル化することを目的とする。小型霊長類コモン・マーモセットの社会的交流場面における行動構文を言語的ルールをベースとした機械学習により推定するとともに、社会脳回路を化学遺伝学的に操作し、人為的・一過性に誘導される社会性障害が相互の意思伝達過程の変容として抽出されるかを検証することで、モデルの妥当性を実証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究初年度の2022年度は、行動の分節構造解析に関する実証実験を原著論文にまとめ国際雑誌に投稿した。当該論文では小型霊長類(コモン・マーモセット)および中型霊長類(アカゲザル)の全身自由運動を対象とし、その3次元モーショントラッキング情報に内在する時系列的分節構造を教師なし機械学習により分析する手法の有効性を実証した。当該手法により、マーモセットの摂餌行動およびアカゲザルの自然な動作に内在する行動の単位をデータ駆動に抽出することに成功した。さらに、化学遺伝学による全身運動の変容を、事前情報なしに機械的手段を用いて同定することに成功した。現在査読中であり近日中に出版される見込みである。本内容に関し学会発表・招待講演を含め合計2題の口頭発表および1題のポスター発表を行った。
また、次のステップとして2者の個体間相互作用の時間発展を取り扱う方法論を確立するためにマウントサイナイ医科大学との共同研究として齧歯類の行動情報の取得を開始した。初年度の検討から、モーショントラッキング技術をほぼ確立することに成功した。行動実験は順調に進められているため、次年度は大規模なデータセットを解析可能となる見込みである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの基盤的成果に立脚した現状での到達点をまとめた原著論文を投稿した。出版には至っていないが査読中であり近日中の出版が見込まれる。本研究内容に関し、広く国内外の研究者と情報交換を実施し、研究遂行に関する有意義な指摘をいただいた。社会性行動に関する複数の共同研究を開始することができ、研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の研究成果により1個体の全身自由行動を解析する機械学習アルゴリズムが確立された。次年度は2個体の相互作用を取り扱う新規数理モデルの確立を目指す。霊長類の複雑な行動の前段階として齧歯類のオープンフィールドテストにおける個体間相互作用の時間発展を取り扱う方法論を確立する予定である。初年度の研究成果より、既にモーショントラッキング方法の確立がほぼ完了し、今後はデータの大量取得と、その機械学習における取り扱いの最適化を探索する。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
