| 研究領域 | 大規模計測・シミュレーションによる脳の全体性の理解 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05137
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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(Ⅲ)
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
五十嵐 潤 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 上級研究員 (60452827)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| キーワード | スパイキングニューラルネットワーク / 大脳皮質 / 小脳 / 大脳基底核 / コネクトーム / 筋骨格 / 神経振動 / HPC |
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| 研究成果の概要 |
マウス脳座標と脳結合データにもとづくマウス大脳皮質、大脳基底核、小脳の神経回路モデルを構築し、シミュレーションを実施した。その結果、刺激によって一次運動皮質で30-50Hzの同期的神経活動が二次運動皮質、橋、小脳に伝搬し、細胞種ごとの特異的発火位相分布を示した。1次・2次運動皮質間では、同じ体部位を表す隣接領域で振動的活動が伝搬する現象が発生した。これらは領域間の振動的活動を介した神経集団の協調した動作機構として働く可能性を示唆する。「富岳」を用いたマウス両半球大脳皮質100体のシミュレーションの同時実行を実現した。マウス脳モデルと筋骨格モデルの連携シミュレーションを実現した。
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| 自由記述の分野 |
計算神経科学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
脳の情報処理において脳全体の神経細胞の協調機構についてはまだよくわかっていない。本研究の領域内、領域間の振動的同期活動のシミュレーションは、脳の複雑な結合を通した振動による協調の可能性について示唆する。本研究成果は、様々な脳疾患でみられる領域間協調における問題の理解やその治療法開発、脳の協調機構にヒントを得た省エネルギーのプロセッサ開発に役立つ可能性がある。「富岳」によるマウス大脳皮質100体のシミュレーションはデータ同化によるデータの効率的利用への第一歩となる。マウス脳―筋骨格シミュレーションは神経相互作用と身体・脳の相互作用をデジタル上で統合し、神経科学研究の新たなアプローチを可能にする。
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