ソフトコンピューティング

脳神経細胞のふるまいをコンピュータに見立てた「計算論的神経科学」研究


立野勝巳 先生

九州工業大学 生命体工学研究科 人間知能システム工学専攻

どんなことを研究していますか?

人間の脳の情報処理を解明するため、脳を情報処理機械に見立てて、その機能を調べるという脳研究を「計算論的神経科学」といいます。そうして得た脳の計算理論をヒントに、これまでにいない情報処理の理論を提案しようとしています。

image

私は計算論的神経科学を専門に、神経細胞の数理モデルで脳の謎に挑んでいます。特に追及しているのは、刺激に対する神経細胞の信号応答を一定の規則に従ってデータ化する、情報の符号化です。神経細胞の応答のルールを明らかにして、脳の情報処理における重要性を明らかにします。動物は外界からの入力に対して複雑な応答を示す場合があります。この応答が神経ネットワークの情報処理において、重要な意味を持つと考えています。

人工知能にも応用

今、囲碁や将棋のプロ対決などで注目を浴びているディープラーニング(深層学習)はニューラルネットワーク(脳の神経細胞のつながりをモデル化)を利用した人工知能ですが、個々の神経細胞の性質まで考慮されていません。そこを補い、神経細胞のふるまいも考慮して神経ネットワークを考えると、認識能力が高く、より高度な情報処理システムができると考えています。

学生はどんなところに就職?

一般的な傾向は?
  • ●主な業種は→製造業、情報・通信
  • ●主な職種は→システムエンジニア
  • ●業務の特徴は→様々な業種を支えるシステムのソフトウェアの開発
分野はどう活かされる?

ソフトウェア開発に係わる人が多いこと。中には、ニューラルネットワークの理論を応用したシステムの開発をしている人もいます。

先生から、ひとこと

脳科学研究のすそ野は広く、多くの分野の研究者がそれぞれの視点で研究を進めています。工学分野からは、数式や計算機を駆使して、一つのまとまった理論を構築しようという努力が続けられています。世界中の研究者が参加して、この難問を解決しようとしています。ディープラーニングに代表される人工知能がいろいろな方面で注目され、多くの問題が解決されたかのような印象がありますが、ゴールははるか彼方で、これから勉強する方にもその面白みを味わう余地が十分に残されています。ぜひ脳の情報処理とはどうなっているか考えてみてください。

先生の学部・学科はどんなとこ

人間知能システム工学専攻は、動物を対象としている研究者から、電子デバイス、そしてロボティクスの研究者が一専攻に共存している特色のある専攻です。また、脳の研究者とロボットの研究者を理論家が橋渡しをしています。これらがつながることで、カーエレクトロニクスや福祉ロボットなどへの応用も見据えていて、将来性のある専攻だと思います。

先生の研究に挑戦しよう

・パイこねでカオス理論について学ぶ
カオスを生み出す仕組みに「パイこね変換」というものがあります。生地に色素を垂らして、こねてみて、色の広がりやムラに違いが出ることなどを観察すると面白いでしょう。職人の方の効率的なこね方も勉強になります。

・同期現象
2つの振動するシステム(振子など)が相互作用や外からの力によって振動のタイミングを揃える現象を同期現象といいます。2つの振子時計を壁にかけておくだけで、次第に揃っていくことがあります。いろいろなところで見られる現象なので、それを見つけてみるといいでしょう。東南アジアのホタルの明滅でも同期が見られることが知られています。

本コーナーは、中高生と、大学での学問・研究活動との間の橋渡しになれるよう、経済産業省の大学・産学連携、および内閣府/科学技術・イノベーション推進事務局の調査事業の成果を利用し、学校法人河合塾により、企画・制作・運営されています。

みらいぶっくへ ようこそ ふとした本との出会いやあなたの関心から学問・大学をみつけるサイトです。
TOPページへ