| 研究領域 | 大規模計測・シミュレーションによる脳の全体性の理解 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05138
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
森 裕紀 早稲田大学, 次世代ロボット研究機構, 客員主任研究員 (80610849)
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| 研究分担者 |
太田 聡史 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 特別嘱託研究員 (30391890)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
32,760千円 (直接経費: 25,200千円、間接経費: 7,560千円)
2023年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2022年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2021年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
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| キーワード | 構成論的発達科学 / 全身筋骨格マウスシミュレーション / 神経系シミュレーション / 触覚シミュレーション / マウス全身筋骨格モデル / 触覚細胞モデル / 計算神経科学 / 筋骨格シミュレーション / 多変量解析 / マウス / 全身筋骨格モデルシミュレーション / 統合情報量 / Scx-GFP蛍光遺伝子 / 全身筋骨格シミュレーション / 注意モデル / 予測符号化 / 認知発達ロボティクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
胎児から生後の発達を考える時、神経や身体単独の自動的な発達観では発達障害を含む発達の多様性を説明できず、子宮内環境でのインタラクションから生後の社会的インタラクションまで、つまり、環境や他者、さらには神経系内部の発達的自己組織化を含めた発達の全体性を考慮しなければならない。本研究では、全体像をシミュレーションやロボットで構成しながら理解を深める構成論的アプローチにより胎児の全身筋骨格シミュレーションや大規模詳細神経系シミュレーションを用いて認知発達の全体性を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、物理シミュレーションエンジンであるMujocoを基盤として、マウスの全身筋骨格シミュレーションを開発した。このシミュレーションには、853本の筋肉が全身に実装されており、マウスの動作を詳細に再現することが可能である。さらに、マウスの全身に皮膚を実装し、リアルな外観を実現した。このモデルは神経系モデルとの結合による動作を確認している。触覚の再現に関しては、マウスの肉球部分に触覚細胞を実装した。この結果、触覚モデルが適切に動作していることを確認した。本研究で開発されたマウス全身筋骨格シミュレーションと触覚モデルは、マウスの行動や感覚情報処理の研究に有用なツールとなることが期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発されたマウス全身筋骨格シミュレーションと触覚モデルは、マウスの行動や感覚情報処理の研究に有用なツールとなることが期待される。今後は、このモデルを用いて様々な実験を行い、マウスの行動メカニズムの解明に貢献していきたい。また、本モデルはマウスの運動制御や感覚情報処理の基礎研究に留まらず、ヒトの疾患メカニズムの解明にも応用できる可能性がある。例えば、運動障害や感覚障害を持つ疾患モデルマウスのシミュレーションを行うことで、病態の理解が深まり、新たな治療法の開発につながることが期待される。本研究の成果が、様々な分野の研究者との共同研究を促進し、神経科学研究の発展に寄与することを期待している。
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