2023 Fiscal Year Final Research Report
In Vitro Reconstitution of Multicellular Computing Systems
| Project Area | Multicellular neurobiocomputing |
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| Project/Area Number |
21H05164
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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) |
谷井 孝至 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339708)
平野 愛弓 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (80339241)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Keywords | 多細胞バイオ計算 / 培養神経回路 / リザバーコンピューティング / マイクロ流体デバイス / 多点電極アレイ / 蛍光カルシウムイメージング / 自発活動 / オプトジェネティクス |
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| Outline of Final Research Achievements |
We developed "artificial neuronal networks," i.e., cultured neuronal networks with well-defined connection patterns, and their perturbation analysis systems, and constructively analyzed the dynamical properties of multicellular networks composed of biological neurons. We succeeded in recording and modeling the perturbation responses of artificial neuronal networks with modular structure and in demonstrating the proof-of-concept of physical reservoir computing using biological neurons.
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| Free Research Field |
神経工学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
神経科学の基礎研究・物理リザバーコンピューティング・創薬支援技術などの多くの分野で期待が高まっている培養神経回路を対象として，その構造・機能をマイクロ加工基板やマイクロ流体デバイスを用いて制御する技術を開発した．これにより，生体脳に近い神経細胞ネットワークを培養系で再構築することが可能になった．
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