理論統合脳科学研究チーム

当研究チームが目指すのは、心と知能の生物的基盤の数理的解明です。心と知能の根源は、脳活動――神経細胞集団の発火活動の時空間パターン、それが脳の多様な階層性に支えられ、心と知能になるのです。意思決定の脳機能を、情動や感情または社会的知性を生み出す脳機能の解明を目指し、脳の多様な階層性を統合する数理原理を、神経細胞集団や神経回路の情報処理と学習機構の解明を中心に探求します。脳科学と数理科学のフロンティアで、脳を創る――「こころ」や「知能」を創造できるぐらいに脳を理解し、新しい脳型の情報数理科学の構築を目指します。

研究テーマ

• 意思決定の脳機能と情報処理の解明；価値意思決定、情動的／社会的行動と意思決定、適応的学習
• 神経細胞集団と神経回路網の数理；脳情報処理のメカニズムとその原理

主要論文

1. Suzuki S, Harasawa N, Ueno K, Gardner JL, Ichinohe N, Haruno M, Cheng K, Nakahara H.:
   "Learning to simulate others' decisions."
   Neuron. 74, 6, 1125-1137 (2012)
2. Yu S., Yang H., Nakahara H., Santos GS., Nikolić D., Plenz D.:
   "Higher-Order Interactions Characterized in Cortical Activity."
   The Journal of Neuroscience. 31, 48, 17514-17526 (2011)
3. Bromberg-Martin ES., Matsumoto M., Nakahara H., Hikosaka O.:
   "Multiple timescales of memory in lateral habenula and dopamine neurons."
   Neuron. 67, 3, 499-510 (2010)
4. Nakahara H., Kaveri S.:
   "Internal-Time Temporal Difference Model for Neural Value-based Decision Making."
   Neural Computation. 22, 12, 3062-3106 (2010)
5. Santos GS., Gireesh ED., Plenz D., Nakahara H.:
   "Hierarchical interaction structre of neural activities in cortical slice cultures."
   The Journal of Neuroscience. 30, 26, 8720-8733 (2010)
6. Hikosaka O., Nakamura K., Nakahara H.:
   "Basal ganglia orient eyes to reward."
   Journal of Neurophysiology. 95, 2, 567-584 (2006)
7. Nakahara H., Amari S., Richmond BJ.:
   "A comparison of descriptive models of a single spike train by information-geometric measure."
   Neural Computation. 18, 3, 545-568 (2006)
8. Nakahara, H., Itoh, H., Kawagoe, R., Takikawa, Y., Hikosaka, O.:
   "Dopamine neurons can represent context-dependent prediction error."
   Neuron. 41, 2, 269-280 (2004)
9. Nakahara, H., Amari, S.:
   "Information geometric measure for neural spikes."
   Neural Computation. 14, 10, 2269-2316 (2002)
10. Nakahara, H., Doya, K., Hikosaka, O.:
    "Parallel cortico-basal ganglia mechanisms for acquisition and execution of visuomotor sequences: A computational approach."
    Journal of Cognitive Neuroscience. 13, 5, 626-647 (2001)