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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Holism in neuroscience: Large-scale recording and simulation

Administrative Group

Project AreaHolism in neuroscience: Large-scale recording and simulation
Project/Area Number 21H05134
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

平 理一郎  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (80712299)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 堤 新一郎  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 副チームリーダー (20862676)
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)
森 裕紀  早稲田大学, 次世代ロボット研究機構, 客員主任研究員 (80610849)
Project Period (FY) 2021-08-23 – 2024-03-31
Keywords神経活動大規模データ
Outline of Annual Research Achievements

本領域総括班は、本年度が最終年度となる全体性領域の相互連携を加速することを目的として活動を行った。全体性セミナーを合計12回実施し、実験・理論の双方の演者を招いて活発な議論を行った。本領域主催のイベントとして大規模化が急速に進む自然言語処理領域の研究者との1泊2日にわたるワークショップを行った。自然言語処理の大規模化の成功は、脳神経科学の大規模と直接的に関係しているため、今後の共同研究につながる議論となった。領域内の共同研究においてはCTによる骨格データとトランスジェニックマウスによる腱の同定を統一した精密な筋骨格モデルの開発を中心とし、これを現実世界のマウスの行動と結びつける方法、仮想空間上でこのモデルを自然に動かすための方法論の構築、さらにこの筋骨格モデルを脳神経系のリアリスティックシミュレーションと結びつける方法の構築が大幅に進んだ。これらの技術は脳と身体の包括的な大規模シミュレーションとこの実データへの同化という本領域のメインの目的達成のためのコア技術となった。これらの成果は主に学会発表として公開した。研究実績についてはX(旧ツイッター)を中心に広報活動を行った。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Closed-loop experiments and brain machine interfaces with multiphoton microscopy2024

    • Author(s)
      Hira Riichiro
    • Journal Title

      Neurophotonics

      Volume: 11 Pages: 033405

    • DOI

      10.1117/1.NPh.11.3.033405

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reward expectation enhances action-related activity of nigral dopaminergic and two striatal output pathways2023

    • Author(s)
      Rios Alain、Nonomura Satoshi、Kato Shigeki、Yoshida Junichi、Matsushita Natsuki、Nambu Atsushi、Takada Masahiko、Hira Riichiro、Kobayashi Kazuto、Sakai Yutaka、Kimura Minoru、Isomura Yoshikazu
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 6 Pages: 914

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05288-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 脳の全体性とは何か2024

    • Author(s)
      平 理一郎
    • Organizer
      世界脳週間2023 2024年1月20日
  • [Presentation] 大規模計算機による脳シミュレーションの現在と今後の展望2024

    • Author(s)
      五十嵐潤
    • Organizer
      第10回 Neuroscience Network in Kobe シンポジウム(招待講演)
    • Invited
  • [Presentation] Layer specific temporal activity patterns in superior colliculus in response to cortical input.2023

    • Author(s)
      Hikaru Sugino, Tatsumi Yoshida, Yoshikazu Isomura, Riichiro Hira
    • Organizer
      第253回生理学東京談話会
  • [Presentation] Holism in neuroscience: Large-scale recording and simulation.2023

    • Author(s)
      Riichiro Hira
    • Organizer
      6TH JP-EU WORKSHOP ON NEUROROBOTICS 2023年9月15日
  • [Presentation] A hierarchical structure of reservoir model enables flexible behavior based on the presence of regularity without synaptic plasticity2023

    • Author(s)
      宮村裕人, 吉澤知彦, 平理一郎, 礒村宜和
    • Organizer
      2023年神経回路学会 2023年9月5日
  • [Presentation] 神経回路学会シンポジウム1 若手が切り開く脳科学の未来2023

    • Author(s)
      平理一郎
    • Organizer
      第33回日本神経回路学会 2023年9月4日
  • [Presentation] 大脳領野間の機能相関と解剖学的入力相関の一致2023

    • Author(s)
      平理一郎
    • Organizer
      第46回 日本神経科学大会サテライトシンポジウム 2023年8月4日
  • [Presentation] 大脳基底核の二重ドーパミン系による作業記憶依存的・非依存的報酬予測の並列処理2023

    • Author(s)
      吉澤 知彦, 宮村 裕人, 越智 祐太, 平 理一郎, 舩橋 誠, 酒井 裕, 崔 翼龍, 礒村 宜和
    • Organizer
      第46回日本神経科学学会 2023年8月3日
  • [Presentation] FPGAを用いた高速アナログサンプリングソフトウェアの開発と大規模2光子カルシウムイメージングへの応用2023

    • Author(s)
      今村 啓人, 今村 文哉, 藤岡 修, 鴨志田 敦史, 船水 章大, 礒村 宜和, 平 理一郎
    • Organizer
      第46回日本神経科学学会 2023年8月1日
  • [Presentation] Integration of Reward Expectation and Action Selection in the Nigrostriatal System2023

    • Author(s)
      ALAIN RIOS, SATOSHI NONOMURA, SHIGEKI KATO, JUNICHI YOSHIDA, NATSUKI MATSUSHIDA, ATSUSHI NAMBU, MASAHIKO TAKADA, RIICHIRO HIRA, KAZUTO KOBAYASHI, YUTAKA SAKAI, MINORU KIMURA, YOSHIKAZU ISOMURA
    • Organizer
      第46回日本神経科学学会 2023年8月1日
  • [Presentation] Thalamo-frontal circuit mechanisms for cognitive dysfunctions in psychiatric disorders2023

    • Author(s)
      Shinichiro Tsutsumi
    • Organizer
      Gordon Research Conference Thalamo-cortical Interactions
  • [Presentation] Thalamo-frontal circuit mechanisms of autism spectrum disorder2023

    • Author(s)
      Shinichiro Tsutsumi
    • Organizer
      The 2nd RIKEN CBS Co-Creation International Conference
  • [Presentation] Thalamo-frontal cortex circuit mechanisms responsible for cognitive dysfunctions in psychiatric disorders2023

    • Author(s)
      Shinichiro Tsutsumi
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会 2023年8月3日
  • [Presentation] Propagation of gamma oscillations in a connectome based spiking neural network model of the mouse cortico-cerebellar circuit2023

    • Author(s)
      Jun Igarashi, Tadashi Yamazaki
    • Organizer
      Neuroscience2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Gamma oscillations in a connectome-based spiking neural network model of the mouse cortico-cerebellar circuit2023

    • Author(s)
      Jun Igarashi and Tadashi Yamazaki
    • Organizer
      日本神経回路学会第33回全国大会
  • [Presentation] Connectome-base spiking neural network simulation of the mouse cerebral cortex using supercomputer Fugaku2023

    • Author(s)
      Jun Igarashi
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会 - 日本神経科学学会
  • [Presentation] Development of a mouse whole-body musculoskeletal model simulator: Estimation of tendon attachment points and validation of behavior based on Scx-GFP fluorescent genes2023

    • Author(s)
      Hiroki Mori, Masaki Osawa, Hiroshi Ito, Jun Yoshiki, Hideo Yokota, Tetsuya Ogata, Satoshi Ota
    • Organizer
      Neuro2023

URL: 

Published: 2024-12-25  

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