「Brain Science × AI コミュニティ」本格始動開始！！
～Beyond AI研究推進機構での脳科学研究に対する2024年の取り組みを振り返る～

図１：「Brain Science × AI」コミュニティの概要

2 - 脳科学×AIコミュニティ参加者の研究紹介

ここで、このコミュニティに参画いただいている研究サイドの方々の研究内容と、それぞれで今年実施したイベント等について、ご紹介をしようと思います。

2-1 AIを用いた脳機能の拡張：

東京大学大学院 薬学系研究科の池谷 裕二教授は、環境、身体、および機械との相互作用によって知能がどのように成長するかを指す「共生的発現」を研究しています。池谷教授の目標は、これらの相互作用を支援するAIの開発です。最近では、生成AIの助けを借りつつ、ラットの脳からのリアルタイム信号を利用してのお絵描きに成功しました。
※東大、ネズミの脳で絵を描くことに成功/日経新聞 , 2024年9月7日

さらに、感情や意思決定に関連する脳領域の特定の神経活動が、睡眠時よりも低いレベルに心拍数を下げることができ、これが不安の軽減に役立つことを発見しました。

これらの発見は、Scienceという一流の科学雑誌のvol.384に掲載されました。

※心拍数を意図的に低下、東大が仕組み解明　不安軽減効果 / 日経新聞 , 2024年6月21日
※Top-down brain circuits for operant bradycardia / Science , 2024年6月20日

2-2 生物学的ニューロンを使った機械学習：

人間の脳は実はとても効率的で、コンピュータの10万分の1以下のエネルギーで動くことができると言われています。

では、脳と同じくらいの効率で動くコンピューティングクラスターを構築することは将来的に可能なのでしょうか？脳の仕組みを応用してコンピュータの演算を早くすることを目指した研究が現在進行形で進んでいます。

Beyond AI研究推進機構の研究の一環として、東京大学の池内 与志穂准教授の研究室はオルガノイドニューロンネットワーク（Organoid Neural Networks; ONN）の研究に積極的に取り組んでいます。

池内研究室では現在機械学習を行うために、ONNの手法、つまり細胞同士のコネクションを用いたニューラルネットワークを構築しています。このONNの手法を用いたアプローチによって、従来の機械学習の課題はもちろん、神経科学や個別最適化医療といった生物医科学の課題の解決にも応用ができることがわかっています。

Beyond AI研究推進機構では、この研究をより広く世の中に広めるべく、研究の発表ができるイベント「Emerging Functionality of Cultured Neurons 培養ニューロンの機能と未来」(2024年3月2日開催)を主催し、本コミュニティもその運営のサポートしました。

将来的には、ONNの計算能力によって脳の機能を応用したシステムが大幅に強化されるかもしれませんね！

「Beyond AI」プロジェクトの一環である池内研究室の研究については池内研究室のWebサイトに掲載されています。 

図２：池内先生と一緒に開催したイベントの様子

2-3 情報科学とロボット工学の視点で考える脳の機能：

沖縄科学技術大学院大学 神経計算ユニットの教授である銅谷 賢治先生は、情報科学とロボット工学の視点から，脳の中の神経細胞と物質の働きを解き明かすことをめざし研究を進めています。銅谷先生の研究の一つである「強化学習とベイズ推論の理論に基づく大脳基底核と皮質回路の機能に関する研究」は、国際的に高く評価されています。

銅谷先生は「脳科学×AIコミュニティ」向けに BrainSciences x AIセミナー (2024年1月26日開催)を行ってくださいました。アーカイブはYouTubeに公開されています。

2-4 数学を用いた脳の活動の解析：

理化学研究所 脳神経科学研究センターの脳型知能理論研究ユニットでユニットリーダーを務める磯村 拓哉先生は、脳の知能の普遍的な特性を数学的に記述する理論の構築、つまり「数学を用いて脳の活動や特性を説明する」という研究をされています。

磯村先生のチームは、どのような神経回路も、近年注目されている「自由エネルギー原理」と呼ばれる脳理論に従っており、潜在的に統計学的な推論を行っていることを数理解析により明らかにしました。（磯村先生の研究に関する理化学研究所公式のプレスリリース）

今年3月には、磯村先生も私たちのコミュニティ向けにセミナーを行ってくださいました。研究の成果や今後の方向性について発表いただき、議論を深めることができました。 セミナーの様子はYoutubeにアーカイブされています。

3 - 学生向け講演と神経科学イベント

私たちのコミュニティの活動は、研究者との交流だけには留まりません。

Beyond AI研究推進機構のコミュニティとして、同機構のテーマの一つでもある人材育成を目的とした活動も実施しています。

2024年は東京大学や、神山まるごと高専の学生の方々や、孫正義育英財団の奨学生の子供たちなどに、さまざまな講演を行ってきました。

これらのセッションでは、ソフトバンクでの神経科学研究を紹介するだけでなく、参加者が自身で行っているプロジェクトを強化/深化するのに役立つような講演や議論、ブレインストーミングセッションを実施しました。

図３：東京大学の学生に対して、脳のモデリングとその潜在的な応用についての講演をするCarlosさん。

さらに、本コミュニティでは、研究の対外発表にも力を入れています。

今年の7月24日から27日にかけて実施された日本最大の神経科学会議「NEURO2024」には、本コミュニティとしてメンバーが参加しました。

会議では、Beyond AI研究推進機構の研究者によるプレゼンテーションを通じて、私たちの研究成果も展示し、私たちは研究メンバーからの招待により、2つのプレゼンテーションに共著者として参加しました。

神経科学を社会的な応用やサービスに移行することについて、新しいメンバーと熱い議論が展開されており、ここで本コミュニティに興味を持って加入してくださった方も多くいらっしゃいました。

図４：NEURO2024の様子

4 - コミュニティ活動で生まれた新たな提案と今後の展望

最後に、本コミュニティでは知識の共有だけでなく、新たな取り組みの実施も視野に入れて活動をしています。

神経科学とビジネスを繋げるための取り組みの中で、私たちは「MindBoost」と呼ばれる概念を提唱しようとしています。企業は変革期において、才能の不足、不適切な意思決定、コミュニケーションのギャップなど、ソフトスキルの開発において重大な課題に直面します。現在のソフトスキル研修法は高価で時間がかかり、通常の業務を妨げることが多く、主観的にしか評価をできません。MindBoostではこれらの課題に対処し、行動および対人スキルを効率的かつ体系的に向上させるべく、神経科学とAIを統合したインタラクティブなプラットフォームを提供する予定です。このプロジェクトは、東京大学の研究者およびソフトバンクのエンジニアと密接に協力して進めている最中です。

MindBoostは、ビジネスの変革を大幅に加速できると信じています。MindBoostについてのより詳細な内容について知りたい場合や、MindBoostの研究/開発に参加したい場合は、ぜひコミュニティに参加いただければと思います。

まとめ

今回は「Brain Science × AI Community」を運営するCarlosさんにお話を聞いてきました。いかがでしたでしょうか？

「Brain Science × AI Community」では、最先端の脳科学とビジネスの間のギャップを埋め、AIの能力を活用することで、社会に利益をもたらす影響力のあるソリューションを発見することを目指しています。

ぜひ、これを読んでいる皆様も、コミュニティに参加して、脳科学やビジネスに関する知識やアイデアを互いに共有しつつ、脳科学とAIという今もっともHOTな研究テーマで一緒にイノベーションを起こしましょう！！！

多くの方のBrain Science × AI Communityへの参加をお待ちしております。興味を持っていただいた方は、ぜひBrain Science × AI Community 参加フォームからお申し込みください。

それでは、次回のソフトバンク アドベントカレンダーもお楽しみに！！！