計算神経科学研究室(国際電気通信基礎技術研究所)

計算論的神経科学の拠点ATRにおける最先端の脳研究を大胆に展開

教員

  • 教授:川人 光男

    教授:
    川人 光男

  • 教授:神谷 之康

    教授:
    神谷 之康

E-mail { kawato, kmtn }[at] atr.jp

研究室概要

本研究室では、脳の働きを数理的にモデル化し、ヒトの脳や身体と同じ機能を持つロボットを作って検証するアプローチで大きな成果を上げてきた。最近では、ヒトの脳活動信号から脳に表現されている情報を解読し、その情報を使ってロボットを操作する研究にも取り組んでいる。「脳・ヒトを作る」、「脳を読む」、そして、「脳を繋ぐ」をキーワードに、計算論的神経科学の一大中心であるATRの恵まれた環境で、最先端の大胆な研究を目指している。

主な研究分野

感覚、運動、コミュニケーション、情動、言語など多岐にわたる脳機能を理解するために、神経生理学、心理学、脳活動非侵襲計測,ロボティックスなど実験的な手法を、計算理論的な枠組みで有機的に統合する。  現在、特に下記の研究プロジェクトに参加する学生を募集している。

ロボットの運動学習制御

ロボットの運動学習制御1 ロボットの運動学習制御2

人間の運動学習機構の理解と計算理論の構築を目標に、ロボットを用いた運動学習制御法の研究を行う。具体例としては、ヒューマノイドロボットを用いた人間動作の見まね学習および全身運動制御、多種センサ情報の統合、二足歩行ロボットを用いた動的な歩行運動の実現等を行う。世界中から集まった学際的で国際色豊かなメンバーとともに、最新のロボットと計算機環境を用いて、ロボット学習制御技術の構築とそれを通じた人間の運動学習機構の解明を目指す。

非侵襲的脳計測による脳情報復号化

非侵襲的脳計測による脳情報復号化

外界や心の状態を脳活動が「符号化(コード)」していると考えると、脳活動から外界や心の状態を推定することは「復号化(デコード)」に相当する。脳情報の復号化は、刺激や課題によって生じる脳活動をマッピングする従来の脳計測研究の知見を補完するばかりでなく、脳内の詳細な情報表現を理解する上で強力なツールとなる。本プロジェクトでは、機械学習にもとづく復号化技術を開発し、非侵襲的脳計測信号(fMRI, MEG, EEG, NIRSなど)から、ヒトの脳内情報表現を高精度で同定・解読することを目指している。

ブレイン-マシン・インターフェース

ATRの脳計測、復号化技術とロボット技術を組み合わせ、脳活動から復号化された情報(運動意図など)を用いてロボットやコンピュータを制御する技術(ブレイン-マシン・インターフェース)の研究を進めている。身体を介さない新たな情報伝達手段の開発を行うとともに、復号化情報を用いてリアルタイムに実験を操作する新たな神経科学のパラダイムの創出を目指している。

研究設備

  • 人間型ロボット
  • fMRI(磁気共鳴画像装置)
  • MEG(脳磁場計測装置)
  • EEG (脳波計測装置)
  • NIRS (近赤外線分光装置)

共同研究・学会活動

  • 川人:科学技術振興機構「脳情報の解読と制御」領域総括、日本神経科学会理事、NEURO2010大会長
  • 神谷:日本神経科学会、日本視覚学会、Society for Neuroscience会員