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複雑系理論による脳型情報処理機構の解明

分野
計算論的神経科学
キーワード
神経回路網、非線形力学、 機能分化、記憶表現
情報工学部 情報工学科

助教 山口 裕

研究概要

 本研究室では、脳のダイナミックな情報処理原理を解明するために、複雑系科学の立場からの数理的研究を行っている。

1. 神経ネットワークの分化機構の数理的研究

 脳における機能分化の過程を計算論的な観点から解明するため、神経回路網を計算機上で進化させ機能分化を誘導させる数値実験を行っている。 (図1)

図1:ネットワークの機能分化

2. 海馬における記憶情報の表現に関する数理モデル

 大脳海馬領域におけるエピソード記憶の処理機構を明らかにするため、実験的知見をもとに神経回路モデルを構築した。海馬の神経細胞ネットワークがリズムやダイナミクスを利用して、時系列情報を表現する機構を研究している。(図2)

図2:海馬の神経回路モデル

利点・特徴  北海道大学電子科学研究所及び川崎医療福祉大学と共同研究をしており、数理科学研究者と電気生理学研究者の間で緊密に連携し、理論と実験を融合する形で研究を遂行している。数理モデル研究により予見された知見を実験系研究者にフィードバックし、仮説の実験的検証を行うことが可能である。
応用分野
  • 人工知能システムやロボットにおける機能モジュールのボトムアップ的構築に関する理論的基盤の構築
  • 脳科学における記憶の獲得・想起・変容機序の理解

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