複数入力神経回路の情報流相互作用理論と線虫の超高速計測に基づく演算機構の解明

• Project/Area Number: 25K07168
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 森 史 九州大学, 農学研究院, 准教授 (90525891)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 崇 京都大学, 医生物学研究所, 准教授 (10741043) ; 杉 拓磨 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (70571305)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2027: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2026: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 複雑ネットワーク / 情報流 / 神経回路 / 摂動論 / 全脳イメージング

Outline of Research at the Start

線虫はわずか302個の細胞から成る神経回路しか持たないにも関わらず、環境や刺激に順応した行動を示す。複数入力を基にした演算処理はモチーフと呼ばれる局所回路が担っていると考えられているが、どのようにして情報選択的な応答が生み出されているのかは分かっていない。本研究では、複数入力回路での状況依存的な応答は経路間相互作用によって創出されていると予想し、それを理論的に導く。加えて、最新の4Dイメージング技術 を用いて線虫の神経回路の情報流を追跡し、状況に適応した応答シグナルが情報経路同士の相互作用から創発される瞬間を押さえ、理論と実験の協働で適応的演算の原理を解明する。