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2017 年度 実績報告書

構造学習の脳計算モデル:脳イメージング実験と大規模WEB調査による検証

公募研究

研究領域人工知能と脳科学の対照と融合
研究課題/領域番号 17H06022
研究機関東北大学

研究代表者

鈴木 真介  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (90525578)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードfMRI / 構造学習 / 意思決定
研究実績の概要

本研究では、機械学習・人工知能分野で培われた計算論的アプローチを機能的磁気共鳴・脳イメージング実験(fMRI)と組み合わせることで、「経験から直接学習することが難しい“環境の隠れ構造”を、ヒトがどのように学習しているのか?」について脳の計算という観点から明らかにすることを目指す。具体的には、学習の過程を記述・再現し得る計算論モデルを構築することでその背後にある計算理論やアルゴリズムを特定し、モデルと脳活動の対応を検証することでそれを支える脳機能の解明を目指す。
2017年度は予備的な心理実験を行い、「ヒトは環境の隠れ構造を学習できるのか?」について検証した。実験のおける被験者の行動を解析した結果、被験者が「ある選択肢を選択すると報酬量が減少し,選択しないと報酬量は増加する」という環境の隠れ構造を適切に学習できることが示唆された。今後は被験者の行動や学習の過程を記述・再現し得る計算論モデルを構築することで、「環境の隠れ構造の学習」の背後にある計算理論やアルゴリズムを特定し、モデルと脳活動の対応を検証することでそれを支える脳機能の解明を目指す予定である。
また、2017年度には、WEB上で1200人の被験者を対象にした大規模心理実験を行い、ヒトの学習・意思決定様式と各種の精神疾患傾向との関係を検証した。現在、予備的な解析を進めているが、ヒトの強化学習様式が強迫神経症傾向と相関している可能性が示唆されている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

脳イメージング実験(fMRI)の予備心理実験と並行して、大規模WEB実験のデータを採取するところまでできた。以上の点から、計画の遂行は概ね順調であるといえる。

今後の研究の推進方策

今後は予備実験のデータ解析を進め、被験者の行動や学習の過程を記述・再現し得る計算論モデルを構築することで、「環境の隠れ構造の学習」の背後にある計算理論やアルゴリズムを特定することを目指す。また、機能的脳イメージング実験を行い、構造学習を支える脳機能の解明を目指す予定である。また、大規模WEB実験のデータ解析も並行して進める予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Elucidating the underlying components of food valuation in the human orbitofrontal cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Shinsuke、Cross Logan、O’Doherty John P.
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 20 ページ: 1780~1786

    • DOI

      10.1038/s41593-017-0008-x

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Value computation in the human brain: its basis and contagious nature2018

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Suzuki
    • 学会等名
      Neuroeconomics Seminar, University of Zurich, Switzerland
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Value computation in the human brain: its basis and contagious nature2018

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Suzuki
    • 学会等名
      Social Mind Seminar, University of York, UK
    • 国際学会
  • [学会発表] 価値の計算を支える脳神経メカニズム:その基礎と社会的伝染2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木真介
    • 学会等名
      認知科学セミナー、京都大学こころの未来研究センター
    • 招待講演
  • [学会発表] 摂食障害における体型の不適切な認識には二種類が存在する?2018

    • 著者名/発表者名
      濱本裕美、鈴木真介、杉浦元亮
    • 学会等名
      第7回東北脳科学ウィンタースクール、宮城
  • [学会発表] Body Image Dissatisfaction has two components that associate with distinct aspects of Eating Disorders2017

    • 著者名/発表者名
      Yumi Hamamoto, Shinsuke Suzuki, Motoaki Sugiura
    • 学会等名
      24th World Congress on Psychosomatic Medicine, Beijing, China
    • 国際学会
  • [学会発表] Value and risk assessment in the human brain: its basis and contagious nature2017

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Suzuki
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of the Society for Neuroscience

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公開日: 2018-12-17  

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