学位

• 博士 (理学)(東京工業大学)
• ()

経歴

学歴

受賞

• 日本神経回路学会奨励賞
• 優秀教員賞
• 優秀教員賞 (遠隔授業WGの団体受賞)
• 日本神経回路学会 論文賞
• 日本神経回路学会 創立20周年記念論文 優秀論文賞
• 日本神経回路学会奨励賞

その他

論文

• Embodied bidirectional simulation of a spiking cortico-basal ganglia-cerebellar-thalamic brain model and a mouse musculoskeletal body model distributed across computers including the supercomputer Fugaku [DOI] [Othres link]
• 行動研究のためのモデリングとシミュレーション技術
• Discrimination and learning of temporal input sequences in a cerebellar Purkinje cell model [DOI] [Othres link]
• Testing an explicit method for multi-compartment neuron model simulation on a GPU [DOI] [Web of Scientce]
• Deploying and Optimizing Embodied Simulations of Large Scale Spiking Neural Networks on HPC Infrastructure [DOI] [DBLP] [Othres link]
• Human-scale Brain Simulation via Supercomputer: A Case Study on the Cerebellum
• Real-Time Simulation of a Cerebellar Scaffold Model on Graphics Processing Units
• Simulation of a human-scale cerebellar network model on the K computer
• A Pathological Condition Affects Motor Modules in a Bipedal Locomotion Model [DOI] [PubMed] [PubMed Central]
• Large-scale simulation of a layered cortical sheet of spiking network model using a tile partitioning method
• Realtime simulation of a cat-scale artificial cerebellum on PEZY-SC processors
• Revisiting a theory of cerebellar cortex
• 小脳による足底接地情報の遅れ補償を組み込んだ下肢筋骨格系モデルの歩行シミュレーション [J-GLOBAL]
• Efficient Numerical Simulation of Neuron Models with Spatial Structure on Graphics Processing Units [DOI] [Othres link]
• Computational Model of the Cerebellum and the Basal Ganglia for Interval Timing Learning [DOI] [Othres link]
• Real-Time Simulation of Passage-of-Time Encoding in Cerebellum Using a Scalable FPGA-Based System [DOI] [Web of Scientce]
• Real-World-Time Simulation of Memory Consolidation in a Large-Scale Cerebellar Model [DOI] [Web of Scientce]
• A Model of In vitro Plasticity at the Parallel Fiber-Molecular Layer Interneuron Synapses [DOI] [Web of Scientce]
• Modeling memory consolidation during posttraining periods in cerebellovestibular learning [DOI] [Web of Scientce]
• A spiking network model of cerebellar Purkinje cells and molecular layer interneurons exhibiting irregular firing [DOI] [Web of Scientce]
• A scalable FPGA-based cerebellum for passage-of-time representation [DOI] [Othres link]
• Consensus Paper: The Cerebellum's Role in Movement and Cognition [DOI] [Web of Scientce]
• Realtime cerebellum: A large-scale spiking network model of the cerebellum that runs in realtime using a graphics processing unit [DOI] [Web of Scientce]
• Transfer of memory trace of cerebellum-dependent motor learning in human prism adaptation: A model study [DOI] [PubMed]
• A Computational Mechanism for Unified Gain and Timing Control in the Cerebellum [DOI] [Web of Scientce]
• Modeling Post-training Memory Transfer in Cerebellar Motor Learning [Web of Scientce]
• Simulation Platform: A cloud-based online simulation environment [DOI] [Web of Scientce]
• Stimulus-Dependent State Transition between Synchronized Oscillation and Randomly Repetitive Burst in a Model Cerebellar Granular Layer [DOI] [Web of Scientce]
• Reprint of: Simulation Platform: A cloud-based online simulation environment. [DOI] [DBLP] [Othres link]
• 小脳スパイキングネットワークモデルにおける条件刺激強度依存性タイミング制御
• A Possible Mechanism for Controlling Timing Representation in the Cerebellar Cortex. [DOI] [DBLP] [Othres link]
• 小脳スパイキングネットワークモデルにおける条件刺激強度依存性タイミング制御 [CiNii Research (CiNii Articles)]
• Robust reservoir generation by correlation-based learning
• 小脳顆粒層をモデル化したスパイキングネットワークの研究：NMDA 受容体を介した同期発火状態と時間表現状態の遷移
• A spiking network model for passage-of-time representation in the cerebellum [DOI] [Web of Scientce]
• The cerebellum as a liquid state machine [DOI] [Web of Scientce]
• Chronically mountable goggles for persistent exposure to single orientation [DOI] [Web of Scientce]
• インターナルクロックモデルに基づくロボット制御法の実現
• Neural Modeling of an internal clock [Web of Scientce]
• A neural network model for trace conditioning [Web of Scientce]
• Building the cerebellum in a computer [DOI]
• Sound frequency representation in cat auditory cortex [DOI] [Web of Scientce]
• A neural network model for trace conditioning [DOI]
• Mathematical analysis of a correlation-based model for orientation map formation [Web of Scientce]
• A mathematical analysis of the development of oriented receptive fields in Linsker's model [Web of Scientce]

その他業績

• 小脳神経回路をコンピュータ上に作る
• 高性能神経計算による神経回路モデルのリアルタイムシミュレーション
• パーセプトロンと小脳
• 小脳の計算機シミュレーション
• 小脳内部時計とタイミング制御
• まだ解かれていない七つの小脳の基本的研究課題 [CiNii Research (CiNii Articles)] [CiNii Books] [Othres link]
• 小脳内部時計の神経機構と機能的役割 [DOI] [PubMed]
• 現代の小脳パーセプトロン仮説
• Computational Models of Timing Mechanisms in the Cerebellar Granular Layer [DOI] [Web of Scientce]
• 小脳の計算機構の完全理解とその応用を目指して
• 万能シミュレータとしての小脳は非線形性をどのように活用しているか

講演・口頭発表等

• 嗅内皮質から海馬への集団的予測コード
• Cerebellar spiking network model as a reinforcement learning machine
• Development of a lightweight and customizable biophysical neuron simulator
• Is a human-scale mouse brain model a human brain model?
• Neulite シミュレータへの Brain Modeling ToolKit の統合
• 皮質基底核ループのスパイキングネットワークモデルの GPU を用い たリアルタイムシミュレーション
• スーパーコンピュータ「富岳」における Neulite シミュレータの並列実装
• 標準化されたモデル化インタフェースを持つ「富岳」向け軽量生物物理学的ニューロンシ ミュレータの開発
• Development of a light-weight neuron simulator for standardized database-aware biophysical modeling
• Diversity and inclusion: Distributed simulation of multiple brain and body models in multiple simulators on multiple computers across multiple organizations
• Gamma oscillations in a connectome-based spiking neural network model of the mouse cortico-cerebellar circuit
• Learning to shape simple spike trains by experimentally obtained complex spike data in a cerebellar spiking network model
• 強化学習器としての小脳スパイキングネットワークモデル
• Computer simulation of shaping simple spike activity by complex spikes obtained from calcium imaging data in cerebellar motor learning
• Development of a closed-loop simulation system distributed on the supercomputer Fugaku
• From brain simulation to brain digital twin
• Distributed computer simulation of a spike-based brain model and a mouse musculoskeletal body model
• 小脳学習理論の再検討
• Learning to discriminate stimulus sequences by dendritic computation of a single cerebellar Purkinje cell model
• Developing a spiking network model of the cerebellum as a reinforcement learning machine
• Robot Operating System (ROS) を用いた脳身体モデル分散シミュレーション
• スパコン「富岳」でヒトの脳は作れるか？
• 表情認識時における眼球運動変調を行う扁桃体の計算論的モデル
• 小脳神経回路のマルチコンパートメントモデルシミュレーションを用いたプルキンエ細胞の同期活動がもたらす深部小脳核ニューロンへの影響の調査
• スパイキングニューラルネットワークを用いる強化学習のためのTD誤差表現の提案
• 時間ブロッキング法と空間結合パタンを用いた入力総和の並列化によるスパイキングニューラルネットワークシミュレーションの高速化
• 樹状突起を持つ小脳プルキンエ細胞モデルによる平行線維刺激シーケンスの学習
• 強化学習モジュールとしての小脳スパイキングニューラルネットワークの実装
• シミュレーション神経科学は新しい種類の神経科学か？
• シミュレーション神経科学は脳の理解の役に立つのか？
• スパコン「富岳」で脳をつくる
• 「富岳」FORWARD 〜共に創る未来〜
• Discrimination of stimulus sequences by dendritic computation
• Numerical simulation of an inferior olivary network model composed of neurons with fine spatial structures
• Development of distributed brain-body simulation environment Using Neurorobotics Platform
• High-performance simulation of multi-compartment models using an explicit method
• 小脳学習理論の新展開と脳全体の学習メカニズム
• High-performance simulation of cerebellar neurons and microcircuits
• An explicit method to accelerate simulation of a cerebellar multi-compartment network model
• Numerical simulation of neurons in the inferior olive with precise spatial structure
• Supercomputers are ready to simulate human-scale brain models
• Distributed brain-body closed-loop simulation using Supercomputer Fugaku
• Simulation of resting-state neural activity in a loop circuit of the cerebral cortex, basal ganglia, cerebellum, and thalamus using NEST simulator
• Realtime simulation of a cerebellar scaffold model on a GPU
• Building a spiking neural network of the cerebellum performing reinforcement learning
• Simulation of multicompartment neuron models using an explicit PDE solver
• A new acceleration method for multi-compartment neuron model simulation
• 小脳型機械学習の研究開発
• A Network Using Only Spiking Neurons for Temporal Difference Error and State-Value Function of Reinforcement Learning
• Parallel numerical simulation of a multicompartment network model of the cerebellum on GPU
• Simulation of bipedal locomotion in normal and pathological conditions
• Actor-CriticによるREACHモデルの拡張と適応アーム制御への応用
• Dendritic discrimination of temporal input sequences in cerebellar Purkinje cells
• Integration of a reinforcement learning module in REACH model for adaptive arm control
• Developing a Spiking Neuron Network Model of the Basal Ganglia Performing Reinforcement Learning
• Neuromusculoskeletal model for bipedal locomotion under a pathological condition
• Building a spiking network m-odel of the cerebellum on K computer using NEST and MONET simulators
• A whole-brain spiking neural network model linking the basal ganglia, cerebellum, cortex and thalamus
• Introduction to High-Performance Neurocomputing
• Online reinforcement learning by a spiking network model of the basal ganglia
• Large-scale simulation of the little brain
• Computer simulation of a monkey-scale cerebellum with 8 billion spiking neurons in realtime and its applications
• Online Reinforcement Learning Using a Spiking Neuron Network Model of the Basal Ganglia
• Development of a Monkey-Scale Artificial Cerebellum with Online Learning Capability and its simulation on Supercomputer Gyoukou
• Simulation Study of Bipedal Locomotion using Motor Modules
• A Computational Model for Accurate Movements in the Cerebellum
• High-Performance Simulation of a Cerebellar Network Model using Monet Simulator on K Computer
• Scalable simulation of cerebellar corticonuclear microcomplexes using a tile-based neural network simulator on K supercomputer
• Towards building a human-scale artificial cerebellum
• スパコンは神経科学をいかにして加速するか: エクサフロップス時代に向けて
• 神経回路シミュレーション
• Reevaluating a theory of cerebellar cortex
• Real-time Reinforcement Learning Using a Spiking Neuron Network Model of Basal Ganglia
• 高性能神経計算: 計算神経科学と高性能計算の融合によるヒトスケール脳神経回路シミュレーション
• Real-time simulation of cerebellum
• ヒト規模の脳神経回路シミュレーションを目指して: 小脳の場合
• Cat-scale artificial cerebellum on an energy-efficient supercomputer Shoubu
• ヒト全小脳リアルタイムシミュレーションを目指して.
• Shoubuで実現するネコ一匹分の人工小脳
• Toward building an artificial cerebellum
• Building a 1 mm^3 cerebellar module on a computer
• 人工小脳の構築を目指して
• 順序とタイミングの神経回路モデル
• 小脳を作って小脳を理解する
• GPUによる小脳スパイキングネットワークモデルの実時間シミュレーション
• Realtime Cerebellum: GPU-accelerated numerical simulation of a cerebellar spiking network model in realtime
• コンピュータ上に人工小脳を創る
• Building the artificial cerebellum on a computer
• Realtime simulation of a cerebellar spiking network model using a GPU
• コンピュータ上に小脳を創る
• Numerical Brain: 計算機上に小脳を創る
• 小脳内部時計の神経機構と機能的役割
• 小脳の計算機構の完全理解とその応用を目指して
• Large-scale computational model of the cerebellum for simultaneous control of timing and gain of movement

書籍等出版物

• 神経コーディング [Amazon]
• はじめての神経回路シミュレーション:1ニューロンからヒト全脳モデルまで [CiNii Books] [Amazon]
• Cerebellum as a CNS Hub [Othres link]
• 人工知能学大辞典
• Annual Review 神経 2016
• Cerebellar learning

作品等

共同研究・競争的資金等の研究課題

• ボトムアップでヒトデジタル脳を構築するための局所神経回路構造の複雑さに関する多種多階層スケーリング技術の開発
• 行動変容の表出を規定する運動回路動態の解明
• 脳標準化データベースと連携する脳デジタルツインエンジンの開発
• 小脳機能ゾーンの生理学的意義の解明
• 神経回路シミュレーションによる知覚の点火を促す生物物理学的メカニズムの解明
• 時間符号化スパイキングネットワークの探求
• 小脳神経細胞のミクロな形態が回路全体のマクロな情報処理に及ぼす影響のモデル研究
• 脳情報動態解明に資する多階層・多領野データ統合モデリング法の開発
• Collaborative Technical Development in Data-Driven Brain Science
• 日本神経回路学会創立30周年記念助成金
• 小脳学習における神経細胞の空間形状の機能的役割に関するシミュレーション研究
• 次世代領域研究開発 (高性能汎用計算機高度利用事業)
• ポスト「京」萌芽研究 ヒト全小脳シミュレーション
• 脳型人工知能の開発に関する研究
• 理化学研究所 情報システム本部との共同研究
• 全脳アーキテクチャに関する研究
• ロボットリハビリ介護機器に関する研究
• 脳科学ライフサポート研究センターとの共同研究
• 医療法人社団 大和会 多摩川病院との共同研究
• Intel Neuromorphic Computing Labとの共同研究
• 小脳プラットフォームの運用
• 独立行政法人 理化学研究所 脳科学総合研究センターとの共同研究
• 脳・数理モデルシミュレーションプラットフォームの開発
• 音象徴性と共感覚の解明を目指したfMRI計測研究
• 小脳内に分散された複数の可塑性による相補的運動学習メカニズムの解明
• 高エネルギー加速器研究機構との共同研究
• 細胞集団活動の遷移による時間経過表現のモデル研究
• 人工小脳の学習と予測にもとづく小型ヒューマノイドロボットの運動制御に関する研究
• ピクチャマイニングの体系化とその分析手法の確立
• 計算論的学習理論に基づく脳機能のシミュレーション
• 運動学習における記憶の転送と固定化の理論
• 計算論的手法を用いた鳥の歌文法獲得過程の解明

メディア報道

• 【スパコンことはじめ】学術系VTuberと学ぶ「富岳」全脳シミュレーション（後編）(高度情報科学技術研究機構)
• 【スパコンことはじめ】学術系VTuberと学ぶ「富岳」全脳シミュレーション（前編）(高度情報科学技術研究機構)
• リアルタイムに動く80億ニューロンの小脳をスパコンでシミュレーション(マイナビニュース)
• 【報告】次世代スパコンを駆使し脳機能の解明と脳型人工知能の開発に挑む(電気通信大学)
• スパコン上に猫の小脳を再現、リアルタイムで動作(日経テクノロジーonline)
• ネコの小脳をShoubuスパコンで実現(マイナビニュース)
• Neuroscience: Creating realistic computational models of the cerebellum(UEC e-Bulletin)
• 【神経科学トピックス】一夜漬けより毎日コツコツと：小脳における記憶の定着過程の理論モデル(日本神経科学学会)
• 【メディアリリース】小脳における記憶の定着過程の理論を提唱 ～「一夜漬けより毎日コツコツと」の仕組み解明へ～(電気通信大学)
• 一夜漬けよりコツコツ学習の方が記憶が定着する仕組みを解明 □ 電気通信大(マイナビニュース)
• Motor memory: the long and short of it()
• Research explains the formation of long-term motor memory()
• Artificial intelligence: Brain-training for baseball robot()
• Better Batting with CUDA: How GPU-based Brain Research Helped Japanese Robot Swing for the Fences(NVIDIA Blog)
• Scientists Build Baseball-Playing Robot With 100,000-Neuron Fake Brain(WIRED)
• GPU-based Brain Research Hits it Out of the Park(Inside HPC)
• Scientists build baseball-playing robot with 100,000-neuron fake brain(CNN)
• Swing Batter, Batter: GPUs and Baseball(Bio IT World)
• 「GPU制御の人工小脳」：電通大等の野球ロボ.(WIERD日本語版)

産業財産権

所属学協会

• 日本神経科学会
• 日本神経回路学会
• 米国神経科学会
• 日本ロボット学会
• LAシンポジウム

委員歴

担当経験のある科目

• シミュレーション理工学特論
• 数値計算
• 情報工学工房
• 情報数理工学実験第二
• 情報・通信演習1(IP)
• 山口大学 大学院創成科学研究科 情報科学特別講義
• 大学院技術英語
• 情報領域演習第二
• 情報数理工学実験第一
• 情報・通信演習1(ID,IM)
• キャリア教育演習

社会貢献活動

• 電気通信大学 出張講義
• 電気通信大学 出張講義
• 得意な才能を伸ばす教育(理数) 課題研究プログラム
• 電気通信大学 出張講義
• 電気通信大学 匠ガールプロジェクト
• 得意な才能を伸ばす教育(理数) 課題研究プログラム
• 夢ナビライブ2023 in Summer 夢ナビ講義
• 高校生のためのサイエンス・ウィーク2022
• 電気通信大学 出張講義
• 電気通信大学 出張講義
• 電気通信大学 出張講義
• 研究成果の公開 Simulation Platform
• 研究成果の公開 Cerebellar Platform
• 第8回全脳アーキテクチャ勉強会
• 計算論的神経科学オータムスクール

学術貢献活動

• 学術雑誌関係（編集委員など） Action Editor, Neural Networks
• 電気通信大学 脳・医工学研究センター スプリングスクール 講師
• 学術雑誌関係（編集委員など） NOLTA IEICE Special Section on Computation with nonlinear dynamics ゲストエディタ
• 学術雑誌関係（編集委員など） Review Editor, Frontiers in Neurorobotics
• CNS*2019 Tutorial ""Introduction to High-Performance Neurocomputing"" Lecturer
• 電気通信大学 脳科学ライフサポート研究センター スプリングスクール 講師
• 学術雑誌関係（編集委員など） Review Editor, Frontiers in Computational Neuroscience
• Okinawa Computational Neuroscience Course Tutor