推定と制御の双対性に基づく感覚野と運動野の神経回路機構の解明

• 研究領域: 予測と行動の統一理論の開拓と検証
• 研究課題/領域番号: 23H04975
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅳ)
• 研究機関: 沖縄科学技術大学院大学
• 研究代表者: 銅谷 賢治 沖縄科学技術大学院大学, 神経計算ユニット, 教授 (80188846)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 129,610千円 (直接経費: 99,700千円、間接経費: 29,910千円); 2025年度: 22,750千円 (直接経費: 17,500千円、間接経費: 5,250千円); 2024年度: 22,750千円 (直接経費: 17,500千円、間接経費: 5,250千円); 2023年度: 36,790千円 (直接経費: 28,300千円、間接経費: 8,490千円)
• キーワード: ベイズ推定 / 最適制御 / 強化学習 / 大脳皮質神経回路 / カルシウムイメージング

研究開始時の研究の概要

大脳皮質は６層の回路構造を持つが、視覚野や体性感覚野などその後半分は主に感覚認知に関わり、運動野、前頭前野などその前半分は主に行動制御に関与する。しかし共通の回路構造がなぜ感覚認知と行動制御という異なる機能を実現できるのかは謎である以前に問題にもされてこなかった。しかし近年、知覚のためベイズ推定と行動のための強化学習が共通の計算手法で実現可能なことが明らかになった。
本研究では、ベイズ推定と強化学習の双対性を手がかりとして、推定と制御が大脳皮質の神経回路でいかに実現可能かについて作業仮説を設定し、計算機シミュレーションとマウスの脳活動計測実験により検証する。