| 研究領域 | あいまい環境に対峙する脳・生命体の情報獲得戦略の解明 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05170
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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(Ⅳ)
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
本田 直樹 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (30515581)
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| 研究分担者 |
山田 恭史 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (80802561)
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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 |
38,220千円 (直接経費: 29,400千円、間接経費: 8,820千円)
2023年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2022年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
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 | 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 / データ駆動生物学 / 数理モデル / 心の葛藤 / 意思決定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
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。本研究では、心の葛藤を伴う認識・意思決定を表現する新しい自由エネルギー原理の理論を構築する。その理論を基礎に、動物の行動時系列データから心の葛藤を解読する機械学習法を開発する。そして、解読された心の葛藤と神経活動を統合して解析することで、これまで実験的にも理論的にも扱うことが困難であった動物が本来持つ心の揺れを制御する神経メカニズムを解明する。
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| 研究実績の概要 |
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。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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