カルシウムイメージングからのリアルタイムモチーフ発見技術の開発

• 研究課題/領域番号: 24K10470
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分51010:基盤脳科学関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 手塚 太郎 筑波大学, システム情報系, 教授 (40423016)
• 研究分担者: 坂口 昌徳 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 准教授 (60407088)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 神経活動モチーフ / Caイメージング / リアルタイムフィードバック

研究開始時の研究の概要

脳が情報を処理する際、複数の神経細胞が特定の順序で活動する時空間パターンが繰り返し現れることが多くの実験で観察されている。モチーフと呼ばれるこれらの時空間パターンは脳における情報処理の基本単位であると予想されるが、それがどのような情報を表現しているのかを知るにはモチーフの発生にあわせて脳活動に介入し、行動への影響を調べる必要がある。本研究では実時間でモチーフを発見・定義し、検出することで、その役割を因果的に明らかにするリアルタイムフィードバックシステムとそれに必要なデータ解析手法を開発する。行列因子分解と深層学習を組み合わせ、モチーフの生物学的役割を明らかにするフレームワークを実現する。