シナプス揺らぎの有する計算論的意義の解明

• 研究課題/領域番号: 23KJ0666
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 国内
• 審査区分: 小区分46010:神経科学一般関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 清水 元喜 東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2023-04-25 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2025年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2024年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2023年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 計算論的神経科学 / ニューラルネットワーク

研究開始時の研究の概要

本研究ではシナプス揺らぎと脳の情報処理との関係を説明する理論的基盤を構築することを目標とする。このために、 (1) 脳はどのように (how) 揺らぐシナプスで情報処理を行っているのか? (2) 脳はなぜ (why) 揺らぐシナプスを用いて 情報処理を行っているのか?の2つの問を設定する。具体的には、(1)-(a) シナプス揺らぎが保つ不変量の探索、(1)-(b) 活動依存的な可塑性との組み合わせによる修正機構の評価、(2)-(c)確率的推論への貢献、(2)-(d) 創造性・適応力の源泉、の4つの可能性に主に着目しながら、シナプスゆらぎが有する計算論的意義の解明を目指す。

研究実績の概要

本研究ではシナプス揺らぎと脳の情報処理との関係を説明する理論的基盤を構築することを目標とする。このために、 (1) 脳はどのように (how) 揺らぐシナプスで情報処理を行っているのか? (2) 脳はなぜ (why) 揺らぐシナプスを用いて 情報処理を行っているのか?の2つの問を設定した。具体的には、(1)-(a) シナプス揺らぎが保つ不変量の探索、(1)-(b) 活動依存的な可塑性との組み合わせによる修正機構の評価、(2)-(c)確率的推論への貢献、(2)-(d) 創造性・適応力の源泉、の4つの可能性に主に着目しながら、シナプスゆらぎが有する計算論的意義の解明を目指している。本年度はこれらの可能性に関する予備的な文献調査および数値実験を行った。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初予定してた研究業績の外部への発表を十分に行えていない状況にある。

今後の研究の推進方策

研究業績の概要に記載した４つの小課題をベースに、それに必ずしもとらわれない多様な方向性を意識した様々な研究を通じて神経科学の発展に貢献するような外部業績の発表を行うことを目指すことを取り組む。