次世代計算科学研究開発プログラム 脳神経系研究開発チーム

ようこそ

わたしたち脳神経系研究開発チームは、遺伝子、分子、神経細胞、行動にいたるまでの様々なレベルの神経生物学的データを統合し、計算機上に神経系を再構成することにより、脳の適応的な機能を解き明かすことを目標として研究開発に取り組んでいます。

本プロジェクトは理化学研究所次世代計算機科学研究開発プログラムにより資金援助されており、2008年10月から2010年3月までの第一期では、以下の主要なゴール定めています。

1. モデルとシミュレーションソフトウェアの開発
• 全脳規模の情報の入出力関係の再現
• 大規模計算機を用いたリアルタイム処理
2. 脳の柔軟な発達・学習特性の再現
3. 発達障害の原因解明と最適な学習計画設計

開発したソフトウェアは、2011年稼動予定の10ペタフロップスのピーク性能を持つ次世代スーパーコンピュータの上で実行される予定です。

研究内容

1. 全脳のリアルタイム情報処理
• 感覚情報に基く昆虫（カイコガ）の探索行動
• 哺乳類の眼球・網膜の視覚情報処理
• 両生類の網膜-視蓋/上丘系の視覚情報処理
2. 神経系の基本的な構成要素の機能解析
• 神経細胞の発達、学習、回路形成
• 大脳皮質局所回路における情報処理と学習

わたしたちは脳を構成する神経細胞の機能を解き明かすために、単一神経細胞の発達と可塑性に関与する分子ネットワーク、および大脳皮質神経細胞の複雑な局所回路をシミュレートするためのモデルとソフトウェアの開発を行っています。さらに、脳のリアルタイム情報処理をシミュレートするために、匂い刺激からその発生源へ移動する昆虫の情報処理や視覚刺激に基づいて眼球運動を制御する動物の視覚情報処理にかんするモデルやデータベースの開発に取り組んでいます。