| 研究領域 | 人工知能と脳科学の対照と融合 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04997
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター |
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研究代表者 |
関 和彦 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 モデル動物開発研究部, 部長 (00226630)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | 能動的推論 / predictive coding / 皮質脊髄路 / 脊髄反射 / 霊長類 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
「自由エネルギー原理」は、脳機能の包括的理解を志向した概念であり、脳科学の広い分野で注目されている。能動的推論は、その自由エネルギー原理の根幹理論の一つであり、感覚運動制御における各脳領域の機能を、「感覚研究」と「運動研究」の壁を超えた共通の枠組みで理解することを可能にする。本研究は、この皮質脊髄路系における能動的推論仮説を、サルを対象とした実験によって検証する。
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| 研究実績の概要 |
近年Karl Fristonによって提唱されている「自由エネルギー原理」は、脳機能の包括的理解を志向した概念であり、脳科学の広い分野で注目されている。能動的推論仮説は、その自由エネルギー原理の根幹をなす理論の一つであり、この理論を用いると生体の階層的な感覚運動統合がpredictive codingの枠組みで包括的に説明できる。つまり、中枢神経系の各階層ではそれぞれ、感覚予測と実際の感覚の差分から感覚予測誤差が計算され、その感覚予測誤差が上層の神経回路における感覚予測を修正する仕組みである。本研究は、随意運動時の中枢神経系活動を能動的推論仮説に基づいて理解する事を目的としていた。
研究期間中に能動的推論仮説の検証に必要な「感覚予測」「感覚予測誤差」「感覚予測誤差の精度」の神経相関を検証するための準備を進めた。具体的にはサルを対象とした行動実験の準備を完了すると同時に、申請者が過去に記録した実験データを再解析して、仮説検証の準備を進めた。「感覚予測」についてはサルに手指運動を訓練した。次のステップとして、異なった初期位置から共通の終点位置にリーチングを行う要素を加える段階であった。「感覚予測誤差」については実験中にオンラインでspike-triggered averagingを行うためのシステム整備を完了した。「感覚予測誤差の精度」については、過去の筋感覚入力へのシナプス前抑制に関する実験データを再解析し、運動準備時間に筋神経入力に対するシナプス前抑制が上昇することを確認した。次のステップとして、予測誤差の異なった精度が求められる行動をサルに訓練する段階であった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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