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2023 Fiscal Year Annual Research Report

新自由エネルギー原理の確立

Planned Research

Project AreaFrontiers in brain and life sciences on active information gain in an uncertain environment
Project/Area Number 21H05170
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

本田 直樹  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (30515581)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山田 恭史  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (80802561)
Project Period (FY) 2021-08-23 – 2024-03-31
Keywords自由エネルギー原理 / 数理モデリング / 機械学習 / 報酬 / 好奇心 / 楽観悲観
Outline of Annual Research Achievements

変化する複雑な環境において、脳は限られた時間・計算資源のもと認識・意思決定を行っている。そのため、完全な最適性・合理性を達成することが困難となり、心の葛藤や迷いが生じる。昨年度までに、自由エネルギー原理をもとにして、心の葛藤を伴う認識・意思決定を表現する新しい意思決定モデルを構築し、それを基にして、行動データからエージェントの環境に対する認識やその自信、好奇心を推定する機械学習法の開発を行った。この手法をラットのバンディット課題の行動データに適用し、ラットの好奇心のダイナミクスを推定し、その結果、ラットは現在の認識と不確実性の度合いに応じて、好奇心を適応的に制御していることを明らかにした。この成果を国際学術誌に出版した。また、バルーンアナログリスク課題における意思決定の数理モデル化し、楽観-悲観を制御するメタパラメーを導入した。さらに、実際のサルの行動時系列データに応用することで、サルの楽観-悲観との間の葛藤を読み解く機械学習法の開発をおこなった。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Decoding reward-curiosity conflict in decision-making from irrational behaviors2023

    • Author(s)
      Konaka Yuki、Naoki Honda
    • Journal Title

      Nature Computational Science

      Volume: 3 Pages: 418~432

    • DOI

      10.1038/s43588-023-00439-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Adaptive discrimination between harmful and harmless antigens in the immune system by predictive coding2023

    • Author(s)
      Yoshido Kana、Naoki Honda
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Pages: 105754~105754

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105754

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] データ駆動的アプローチによってリスク選択行動における楽観・悲観バイアスを読み解く2024

    • Author(s)
      東野伊織、横山寛、伊東諒、加藤利佳子、雨森賢一、本田直樹
    • Organizer
      CPSY TOKYO 2024
  • [Presentation] Adaptive discrimination between harmful and harmless antigens by predictive coding in immune system2024

    • Author(s)
      Kana Yoshido, Honda Naoki
    • Organizer
      Winter q-bio 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自由エネルギー原理に基づいた楽観・悲観バイアスのデータ駆動的解読2023

    • Author(s)
      東野伊織、横山寛、伊東諒、加藤利佳子、雨森賢一、本田直樹
    • Organizer
      第26回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2023)
  • [Presentation] リスク選択行動における楽観・悲観のバイアスのデータから読み解く2023

    • Author(s)
      東野伊織、横山寛、伊東諒、加藤利佳子、雨森賢一、本田直樹
    • Organizer
      第5回共調的社会脳研究会
  • [Presentation] リスク選択行動における認識の歪みとしての楽観・悲観バイアスのデータ駆動的解読2023

    • Author(s)
      東野伊織、横山寛、伊東諒、加藤利佳子、雨森賢一、本田直樹
    • Organizer
      定量生物の会第十一回年会
  • [Presentation] リスク選択行動における認識の歪みとしての楽観・悲観バイアスのデータ駆動的解読2023

    • Author(s)
      東野伊織、横山寛、伊東諒、加藤利佳子、雨森賢一、本田直樹
    • Organizer
      理論生物学スプリングスクール2024
  • [Presentation] 免疫系における予測符号化に基づく適応的な抗原の有害/無害識別2023

    • Author(s)
      吉戸香奈、本田直樹
    • Organizer
      2023年度日本数理生物学会年会
    • Invited
  • [Presentation] Adaptive discrimination between harmful and harmless antigens in the immune system by predictive coding2023

    • Author(s)
      Kana Yoshido, Honda Naoki
    • Organizer
      RIKEN-Tsinghua International Summer Program (RISP) 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Adaptive immune discrimination of antigen risks by predictive coding2023

    • Author(s)
      Kana Yoshido, Honda Naoki
    • Organizer
      2023 International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 免疫系における予測符号化に基づく適応的な抗原の有害/無害識別2023

    • Author(s)
      吉戸香奈、本田直樹
    • Organizer
      2023年度 日本数理生物学会年会
    • Invited
  • [Presentation] データ駆動生物学:遺伝子から細胞、臓器、心まで2023

    • Author(s)
      本田直樹
    • Organizer
      第8回OUバイオインフォマティクスセンターセミナー
    • Invited
  • [Presentation] 機械学習による「心の揺れ・葛藤」の解読:報酬をとるか好奇心をに従うか2023

    • Author(s)
      本田直樹
    • Organizer
      第53回日本神経精神薬理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 神経回路形成・意思決定のデータ駆動生物学2023

    • Author(s)
      本田直樹
    • Organizer
      第8回サロン・ド・脳
    • Invited
  • [Presentation] 機械学習による「心の揺れ・葛藤」の解読:報酬をとるか好奇心に従うか2023

    • Author(s)
      本田直樹
    • Organizer
      若手・中堅脳科学研究者のオンライン勉強会
    • Invited
  • [Remarks] 機械学習により「心の揺れ・葛藤」の解読に成功〜報酬と好奇心の間で揺れる想い

    • URL

      https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/77105

URL: 

Published: 2024-12-25  

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