第61回
| 日時： | 2018年3月19日（月） 13:00-14:30 |
|---|---|
| 場所： | 電気通信大学 東3号館306会議室 |
| 講師： | 坂本一寛 （東北医科薬科大学医学部神経科学教室 准教授） |
| 司会： | 樫森与志喜 教授 |
| 題目： | 脳高次機能を複雑系創発現象として捉えたい |
| 概要： | 実世界では様々な想定外のことが生じ、それらに対し、その場その場で何らかの対応を求められる場合も多い。そのような学習の暇も与えられない状況に、生物は既存の機械よりはるかに高い対応能力を有しますが、その基盤として、複雑系としての脳神経系における創発現象があると演者は考えています。本講演では、そのような観点で取り組んできた脳高次機能の神経生理学的研究を紹介します。具体的には、行動計画を要求する課題を遂行中のサル前頭前野の神経細胞の同期発火、発火ゆらぎ、局所場電位の振動等を概観します。これらに基づき、脳活動の振動・同期の意義、更には、脳科学がこれからの社会に貢献するための方向性について私見を述べます。 |
| 参加： | 参加費無料，予約不要 |
| 問合せ | 山田幸生，Tel: 042-443-5220, e-mail: yukioyamada@uec.ac.jp |
第60回
| 日時： | 2018年3月2日（金） 13:00-14:30 |
|---|---|
| 場所： | 電気通信大学 東3号館306会議室 |
| 講師： | 川﨑元敬（高知大学 医学部 整形外科・講師） |
| 司会： | 小泉憲裕 准教授 |
| 題目： | 集束超音波を利用した骨関節疾患に伴う慢性痛の治療 |
| 概要： | 痛みの緩和は、いずれの骨関節疾患においても対処すべき重要な課題です。なかでも、長引く痛みである慢性痛は心身に影響を及ぼし、患者の活動性や生活の質を低下させます。このような痛みに対してさまざまな治療が実施されますが、できるだけ身体的負担が少なく効果的な治療法が理想的です。今回紹介する集束超音波治療は、体表に侵襲を与えることなく、多数の強力超音波を体内で集束させて熱による蛋白変性を利用し標的部位を治療します。これをMR画像の誘導により、安全にピンポイントの疼痛緩和治療が達成できます。この治療効果を生かして、痛みを伴う骨転移、慢性の腰痛や膝痛に対する治療を実施してきましたので、その成果と今後の課題について発表いたします。 |
| 参加： | 参加費無料，予約不要 |
| 問合せ | 山田幸生，Tel: 042-443-5220, e-mail: yukioyamada@uec.ac.jp |
第59回
| 日時： | 2018年1月19日（金） 13:00-14:30 |
|---|---|
| 場所： | 電気通信大学 東3号館306会議室 |
| 講師： | 瀧山 健（東京農工大学大学院 工学研究院 先端電気電子部門・准教授） |
| 司会： | 庄野 逸 教授 |
| 題目： | 運動学習・運動意思決定における予測表現（Prospective coding in human motor learning and decision making）（講演は日本語） |
| 概要： | In our daily life, we make predictions in various situations, e.g., we predict tomorrow’s weather, outcomes of soccer matches, or stock price. In those predictions, our neural system receives some inputs (e.g., sky scene in predicting tomorrow’s weather) and represent future states (e.g., tomorrow’s weather). This representation of future states is referred to as prospective coding (ref. Komura et al., 2001). Here, I demonstrate that the prospective coding plays an essential role in human motor learning and motor decision making. First, I explain about our computational model of motor learning. Diverse features of motor learning have been reported in numerous studies, but no single theoretical framework concurrently accounts for these features. We propose models for motor learning to explain these features in a unified way by extending a motor primitive framework (ref. Thoroughman & Shadmehr, 2000, Nature). Our model assumes that the recruitment pattern of motor primitives is determined by the predicted movement error of an upcoming movement (prospective error). I demonstrate that this model has a strong explanatory power to reproduce a wide variety of motor-learning-related phenomena that have been separately explained by different computational models. Second, I explain about motor decision making in a competitive game. Although risk-seeking behavior in human motor decision making has been reported in several studies (e.g., Wu et al., 2009), those studies focused on an experiment with a single subject. In our daily life (especially in music or sports), our decision making (action selection) can be influenced by opponents in competitive games and partners in collaborative games; however, how decision making is affected by others remains unclear. Our experimental results demonstrate that subjects show risk-averse behavior at the onset of a competitive game, in contrast to risk-seeking behavior when they performed the same movement without any opponent. To understand the risk-averse behavior in a competitive game, we propose a computational model. Our computational model suggests that the risk-averse behavior is a result of optimization when our decision making is influenced by the predicted actions and results of ourselves and opponents (prospective outcome). References: [1] K. Takiyama, M. Hirashima, D. Nozaki, Prospective errors determine motor learning, Nature Communications, 6, 5925: 1-12 (2015), [2] K. Ota, K. Takiyama, Competitive game influences risk-sensitivity in motor decision-making, Program No. 316.2. 2017 Washington, DC: Society for Neuroscience, 2017. |
| 参加： | 参加費無料，予約不要 |
| 問合せ | 山田幸生，Tel: 042-443-5220, e-mail: yukioyamada@uec.ac.jp |
第58回
| 日時： | 2017年12月15日（金） 13:00-14:30 |
|---|---|
| 場所： | 電気通信大学 東3号館306会議室 |
| 講師： | 五十嵐 潤 (理化学研究所 情報基盤センター 上級センター研究員) |
| 司会： | 山崎 匡 准教授 |
| 題目： | エクサフロップス級計算機による人間の大脳皮質規模の神経回路シミュレーション |
| 概要： | 近年、スーパーコンピュータを用いた脳のシミュレーションが盛んに行われている。しかし、究極の目標である約1000億個の神経細胞と約1000兆個結合を持つ人間の脳の規模の神経回路シミュレーションは、現在の計算機では性能不足のため困難である。そこで、我々は2021年頃に完成する京コンピュータの次の世代のエクサフロップス級（1秒間に10の18乗の浮動小数点演算）の計算機を用いて、大脳皮質、小脳、大脳基底核からなる人間の全脳規模の脳シミュレーションを行い、運動や思考の解明を行うことを目指している。本講演では、私のグループが担当している大脳皮質のシミュレーションに関する取り組みを中心に紹介する。 |
| 参加： | 参加費無料，予約不要 |
| 問合せ | 山田幸生，Tel: 042-443-5220, e-mail: yukioyamada@uec.ac.jp |
第57回
| 日時： | 2017年11月28日（火） 14:00-15:30 |
|---|---|
| 場所： | 電気通信大学 東3号館306会議室 |
| 講師： | 幸田和久（聖マリアンナ医科大学 医学部 生理学教室・教授） |
| 司会： | 松田信爾 准教授 |
| 題目： | Cbln1-デルタ２グルタミン酸受容体シグナリングは、いかにシナプス形成・維持とシナプス可塑性を制御しているか？ |
| 概要： | 脳の様々な部位で発生期から成体に至るまで生じているシナプス形成・維持とその可塑性は、脳がその機能を実現する上で必須の現象である。我々は、運動の協調性や運動学習に重要な役割を果たす、小脳の平行線維－プルキンエ細胞シナプスにおけるその分子機構について、特にCbln1－デルタ２グルタミン酸受容体（GluD2）シグナリングに焦点を当てて研究を進めてきた。本セミナーでは、GluD2及びCbln1欠損マウスを用いた表現型回復実験を通して明らかになった、平行線維－プルキンエ細胞シナプスの形成・維持と可塑性の特異なメカニズムを紹介するとともに、その普遍的意義について議論したい。 |
| 参加： | 参加費無料，予約不要 |
| 問合せ | 山田幸生，Tel: 042-443-5220, e-mail: yukioyamada@uec.ac.jp |
第56回
| 日時： | 2017年11月14日（火） 13:00-14:30 |
|---|---|
| 場所： | 電気通信大学 東3号館306会議室 |
| 講師： | Dmitri B. Papkovsky (Professor, School of Biochemistry and Cell Biology, University College Cork, Cork, Ireland) |
| 司会： | 正本 和人 教授 |
| 題目： | New insights into cell/tissue function and metabolism by means of phosphorescent oxygen sensing probes |
| 概要： | Molecular oxygen (O2) has a multitude of important biological roles. It is also a useful marker of cell/tissue function and readout parameter which can report on changes in cell metabolism and bioenergetics, tissue (patho)physiology, responses to drug treatment and other stimuli. Various in vitro, ex-vivo and in vivo cell and tissue models are currently used in biomedical research, however for many of them control of sample oxygenation and cellular O2 levels is inadequate. Phosphorescence based O2 sensing technologies can address these challenges and provide convenient and versatile means for direct, real-time, quantitative monitoring of O2 levels in various compartments of complex biological samples, including in situ monitoring of cellular O2 and high-resolution mapping O2 concentration in 3D. A number of advanced O2 sensing and imaging platforms have been developed in recent years, which operate with solid-state sensors, soluble probes or imaging nanosensors and in conjunction with portable handheld instruments, commercial plate readers and sophisticated live cell imaging platforms. I will provide examples how these sensor systems can be used in physiological studies with simple 2D cell models, more complex micro-tissue models (multicellular spheroids, heterocellular organoids, cultured tissue slices), live animals, and with common disease models such as hypoxia, cancer, inflammation. |
| 参加： | 参加費無料，予約不要 |
| 問合せ | 山田幸生，Tel: 042-443-5220, e-mail: yukioyamada@uec.ac.jp |
第55回
| 日時： | 2017年10月25日（水） 13:00-14:30 |
|---|---|
| 場所： | 電気通信大学 東3号館306会議室 |
| 講師： | 安藤創一（電気通信大学 大学院情報理工学研究科 知能機械工学専攻／健康・スポーツ科学部会・准教授） |
| 司会： | 岡田英孝 教授 |
| 題目： | 一過性の運動と認知機能 |
| 概要： | 近年，継続した運動だけではなく，一回の運動であっても認知機能に対して有益な効果がみられることは広く知られるようになりました．そこで今回のセミナーでは，低酸素環境下など様々な条件下での一過性の運動がヒトの認知機能に及ぼす影響に関して，我々のデータを中心に紹介します．さらに，一過性の運動による脳血流の変化が認知機能にどのような影響を及ぼすのかについて検討した研究についても紹介します．最後に，なぜ一過性の運動が認知機能を向上させるのかについて議論したい． |
| 参加： | 参加費無料，予約不要 |
| 問合せ | 山田幸生，Tel: 042-443-5220, e-mail: yukioyamada@uec.ac.jp |
第54回
| 日時： | 2017年8月4日（金） 13:00-14:30 |
|---|---|
| 場所： | 電気通信大学 東3号館306会議室 |
| 講師： | 深井朋樹（理化学研究所 脳科学総合研究センター脳回路機能理論研究チーム・リーダー） |
| 司会： | 田中 繁 特任教授 |
| 題目： | 外界をモデル化する脳の回路メカニズム ―海馬と大脳皮質 |
| 概要： | 脳はどのようにして外界の特徴を捉え、モデル化しているのであろうか。その神経メカニズムはどのようなものなのであろうか。この問題は脳が外界からの入力情報をどのように学習しているのかということと密接に関係している。そこで脳が外界をモデル化する仕組みについて、私の研究室が取り組んでいる二つの問題を紹介しながら考えたい。はじめに海馬の場所記憶の形成について、プリプレイの概念について説明し、我々のモデル化の試みとそれにより明らかになった計算論的利点について紹介する。空間探索中のマウスやラットの海馬では時系列学習が起こり、これらの時系列は従来、学習によって生じるものと考えられてきたが、プリプレイが主張するのは、時系列記憶の「種」は、もともと神経回路構造（自発発火）に備わっており、学習によって新たに生成する必要はないというものである。プリプレイによる記憶を実現する２コンパートメント・ニューロンの回路モデルを構築し、素早い記憶形成（ワン・ショット記憶）において樹状突起が重要な役割を果たすことを示す。次に時系列入力から繰り返し出現する「チャンク構造」を検出するための神経回路モデルを紹介する。このモデルは教師付き学習であるリザーバ計算を拡張して時系列の教師なし学習を実現したもので、ランダムな時系列に埋め込まれた複数の規則的配列を読み出すことが可能になる。モデルの回路構成には人工的な匂いが残るが、大脳皮質と大脳基底核ループによる時系列学習の機能を一部実現していると考えている。 |
| 参加： | 参加費無料，予約不要 |
| 問合せ | 山田幸生，Tel: 042-443-5220, e-mail: yukioyamada@uec.ac.jp |
第53回
| 日時： | 2017年7月20日（木） 13:00-14:30 |
|---|---|
| 場所： | 電気通信大学 東3号館301会議室 |
| 講師： | 曹 其新(CAO Qixin)（上海交通大学 機械と動力工程学院・教授，BLSC客員教授） |
| 司会： | 姜 銀来(JIANG Yinlai) 准教授 |
| 題目： | 外科手術におけるロボット技術応用の現状と動向 |
| 概要： | 中国のロボット販売台数は４年連続で世界No. 1となっている。その中でも、外科手術ロボットは、産業用ロボットに続いて将来第２位の売上規模になると予想されている。外科手術ロボットは、統合医学、ロボット工学、材料科学、機械工学、コンピュータおよび情報技術をインテグレーション（総合）する必要がある複雑なロボットシステムである。この高度な技術の応用は、伝統的な外科技術に大きな変化と効果をもたらしている。本講演では、外科手術の動向を紹介した上で整形外科手術、インターベンション手術、低侵襲内視鏡手術の３つの側面からロボット手術の研究状況を紹介する。医療ロボット開発の分野では，外科手術ロボットのダヴィンチと比べて、過大な外科手術スペースが要求されず、外傷が少なく、手術後の回復が速い単孔式外科手術ロボットが、次世代の手術ロボットプラットフォームとして期待されている。 |
| 参加： | 参加費無料，予約不要 |
| 問合せ | 山田幸生，Tel: 042-443-5220, e-mail: yukioyamada@uec.ac.jp |
第52回
| 日時： | 2017年6月13日（火） 13:00-14:30 |
|---|---|
| 場所： | 電気通信大学 東3号館306会議室 |
| 講師： | 細谷 晴夫（国際電気通信基礎技術研究所(ATR) 脳情報通信総合研究所 動的脳イメージング研究室・主任研究員） |
| 司会： | 宮脇 陽一 教授 |
| 題目： | 高次視覚野の顔ニューロンの反応特性を説明する混合スパース符号化モデル |
| 概要： | 視覚系の計算論には、機械学習の枠組みを用いながら、自然視覚刺激と視覚ニューロンの符号化方式との関係を読み解いていく理論アプローチがあります。例えば、OlshausenとFieldの研究 (1996) では、自然画像パッチ刺激が少数のニューロン活動で符号化されるという「スパース符号化」と言う学習理論によって、V1（primary visual cortex, or visual area 1：１次視覚野）の特性が説明できることが知られています。しかし、この流儀の研究で、高次視覚野の符号化方式を明らかにしたものはまだ少ないです。本講演では、新たに「混合スパース符号化モデル」という理論を導入し、このモデルによって、マカクザルIT野（inferotemporal cortex：下側頭皮質）のface middle patchと呼ばれる顔領野における反応特性が数多く再現できることを示します。また、このモデルを用いながら、パーツベース表現とホリスティック表現が一つのシステムの中でどのように共存しうるかも、議論します。 |
| 参加： | 参加費無料，予約不要 |
| 問合せ | 山田幸生，Tel: 042-443-5220, e-mail: yukioyamada@uec.ac.jp |