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2020 年度 実績報告書

社会的身体表現による個体間相互作用の生成モデル開発

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 19H04996
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

三村 喬生  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 脳機能イメージング研究部, 研究員(任常) (60747377)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード社会性 / 霊長類 / 化学遺伝学 / 機械学習 / 社会行動 / データ駆動
研究実績の概要

社会性は相互作用のなかで他者の意図や意思を汲み取り、また適切に伝達する機能である。この社会的相互作用において言語に依らない情報伝達プロセスについて神経機能ー行動を結びつけた包括的な理解は進んでいない。
そこで本研究では、ヒトに類似した脳構造と豊かな社会性行動で知られる小型霊長類コモン・マーモセットを用い、神経科学・人工知能双方の研究分野から社会脳と社会性行動のリンクを探索することを目的とした。
神経科学研究として、脳局所の神経活動を一過的に制御する手法をマーモセットに実装した。これは化学遺伝学と呼ばれる技術であり、ウィルスベクタを用いて人工受容体を神経細胞上に発現させたうえで、そのアゴニストを全身投与することにより当該細胞の活動性を一定期間制御することができる。ドーパミン神経系における実証実験を完了し、現在主著論文を投稿中である。
人工知能研究として、行動のシークエンスをモーション・トラッキングしたうえで、時系列構造に内在する動作単位や構文構造の解析アルゴリズムの開発を行った。ガウス過程を組み込んだ状態空間モデルの有用性を実証実験を通じて検証し、その成果を国内外の学会にて発表した。現在、論文執筆を進めている。
これらの研究成果を踏まえ、社会脳ネットワークの主要な構成要素として知られる扁桃体の一過的な機能抑制モデル動物の作出を完了し、社会的場面における行動変容のデータ駆動抽出および定量評価を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      National Institutes of Health
  • [雑誌論文] Chemogenetic activation of nigrostriatal dopamine neurons in freely moving common marmosets2021

    • 著者名/発表者名
      Mimura Koki、Nagai Yuji、Inoue Ken-ichi、Matsumoto Jumpei、Hori Yukiko、Sato Chika、Kimura Kei、Okauchi Takashi、Hirabayashi Toshiyuki、Nishijo Hisao、Yahata Noriaki、Takada Masahiko、Suhara Tetsuya、Higuchi Makoto、Minamimoto Takafumi
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: online ページ: online

    • DOI

      10.1101/2021.01.29.428749

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deschloroclozapine, a potent and selective chemogenetic actuator enables rapid neuronal and behavioral modulations in mice and monkeys2020

    • 著者名/発表者名
      Nagai Y、Miyakawa N、Takuwa H、Hori Y、Oyama K、Ji B、Takahashi M、Huang X、Slocum S、DiBerto J、Xiong Y、Urushihata T、Hirabayashi T、Fujimoto A、Mimura K、English J、Liu J、Inoue K、Kumata K、Seki C、Ono M、Shimojo M、Zhang M、Tomita Y、Nakahara J、Suhara T、Takada M、Higuchi M、Jin J、Roth B、Minamimoto T
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 23 ページ: 1157~1167

    • DOI

      10.1038/s41593-020-0661-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Unsupervised temporal segmentation of marmoset goal-directed behavior2021

    • 著者名/発表者名
      Mimura Koki
    • 学会等名
      The Tenth International Symposium on Biology of Decision Making
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 実践Data Scienceシリーズ データ分析のためのデータ可視化入門2021

    • 著者名/発表者名
      キーラン・ヒーリー、瓜生 真也、江口 哲史、三村 喬生
    • 総ページ数
      368
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      4065164044

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公開日: 2021-12-27  

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