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3R Innovation through InVitro2InVivo.

Research Project

Project/Area Number 23K18493
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

下野 昌宣  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 招へい准教授 (30552137)

Project Period (FY) 2023-06-30 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords神経 / 生成 / スパイク / 脳 / 時系列 / 多細胞 / in vitro / in vivo / 3R / ニューラルネットワーク
Outline of Research at the Start

本研究では、多神経細胞を対象に、in vitroで計測した神経活動からin vivoで計測した神経活動への変換を行う技術(InVitro2InVivo)を開発する。脳は、要素のつながりの中に機能を創発するシステムである。しかし、常につながっているが故に、各要素が分けられた時の動作特性は逆に見えにくいシステムでもある。言い換えると、脳の部分組織を抜き出してin vitroで計測した神経活動から、その部分組織が脳内の"つながり"の中にあったら(つまりin vivo計測で)示すだろう活動を生成する技術開発をしようとしている。

Outline of Annual Research Achievements

In vitroのデータにおいて、異なる領域間でデータ生成をした研究がCommunications Biologyに無事に出版された。これにより、研究の軸をin vivoの生成に集中させることができるようになった。
In vivo側で用いるデータに関しては、自身で計測して検証を行うものに、外部から受け取る方策の方がサンプル数の確保が効果的に行える事前には得ていなかった情報が判明したため、その外部機関のデータ共有の期日を待つ方針を取った。その間、解析手法に関して、さまざまな手法を検討-評価し、選定を慎重に進めてきた。先日、その共有が可能となった旨の知らせを受け、シェアされたデータへの適用を進めてゆける段階に入った。また、DNNでスパイクデータを圧縮する研究においての進捗があり、その論文は期間中に出版できることが、射程に入った。広く見たときに、疾患データの分析も重要度が高く、そちらでの成果が先行する可能性もある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

解析を行うデータについて、予定の変更があったため、研究時間との兼ね合いでは、多少、厳しい側面が見えてはいるが、シェアされるデータを用いることで、自分達では到達できない深掘りをした研究が行えることが予想されるため、長期的には正しく、より発展的な方向で研究が進んでいると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

上に示したシェアされたデータを、自分達のデータと統合して分析をし、多面的な検証を行う。特に、自発活動の生成だけではなく、課題遂行時の誘発活動の生成も行うことを積極的に行う。 将来的に、データの相互生成を通じてデータ間の類似度を評価するとともにデータの欠損を埋めあうことが自然な延長として描ける学問-技術体系の構築を進められるように研究を発展させたいと考えている。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Mutual generation in neuronal activity across the brain via deep neural approach, and its network interpretation2023

    • Author(s)
      Nakajima Ryota、Shirakami Arata、Tsumura Hayato、Matsuda Kouki、Nakamura Eita、Shimono Masanori
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 1105-1105

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05453-2

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Whole-Brain Evaluation of Cortical Microconnectomes2023

    • Author(s)
      Matsuda Kouki、Shirakami Arata、Nakajima Ryota、Akutsu Tatsuya、Shimono Masanori
    • Journal Title

      eneuro

      Volume: 10 Issue: 10 Pages: ENEURO.0094-23.2023

    • DOI

      10.1523/eneuro.0094-23.2023

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Remarks]

    • URL

      https://www.eneuro.org/content/10/10/ENEURO.0094-23.2023

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://www.nature.com/articles/s42003-023-05453-2#citeas

    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2023-07-04   Modified: 2024-12-25  

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