世界トップレベル研究拠点プログラム（WPI）
令和3(2021)年度拠点構想進捗状況報告書（令和２(2020)年度以前採択拠点）
ホスト機関名東京⼤学

ホスト機関⻑名

拠 点 名

ニューロインテリジェンス国際研究機構（IRCN）

拠 点 ⻑ 名ヘンシュ 貴雄

事務部⾨⻑名藤井輝夫

峠 暢⼀

作成上の注意事項︓※令和4(2022)年3⽉31⽇現在の内容で作成すること。
※⽂中で⾦額を記載する際は円表記とすること。この際、外貨を円に換算する必要がある場合は、使⽤したレートを併記すること。

拠点構想進捗状況の概要（２ページ以内に収めること）
拠点の構想:ヒトの知性を理解することは、健全な社会に向けた科学の最⼤の挑戦である。テクノロジーが進歩を続けるなか、ヒトと⼈⼯知能 (AI) はどのようにして互いにこの地球で持続可能なバランスを取っていけばよいのか。その答えは、⼦供の脳の成⻑過程にありそうに⾒える。⼦供の脳はヒト知能を育てる揺りかごであるとともに、⽣涯を通じたヒトの回復⼒と幸福感の源泉でもある。脳の発達の基本原理を理解することができれば、その知⾒は健全な⼈間社会に向けて精神的なアンバランスや病気のリスクを回避すると同時に、我々の健康によりそう AI の発展にも寄与するであろう。現在、
AI の開発競争は産業研究の分野で熾烈に進んでいるが、神経科学分野の進展はまだ初期段階にあり、脳の謎の解明にはほど遠い状態にある。本センターは、基礎神経科学における試⾏錯誤研究と AI の超集中型競争の間に、細くはあるが先⾒性のある「針の⽬」を通そうとするものである。脳と機械をつなぐ計算論的神経科学がその「針の⽬」である。
IRCN の実験系研究室は⽣理学的データに基づく計算モデルに構築に取組み、計算系研究室は⼒学系とリザーバーコンピューティングに由来する理論を開発している。これまでの 5 年に築いた礎の上に、IRCN はヒト、臨床、AI への新しい応⽤を⽣み出すべくトップダウンとボトムアップのモデルを併⽤するチームサイエンスというユニークな⼿法を提唱活⽤し、様々なテーマでの⾼度先端的な融合研究を推進している。
⾼度先端研究:世界的な COVID-19 の⼤流⾏による研究の遅れに関わらず、2021 年に IRCN は世界をリードする研究を発表した。河⻄春郎教授は、これまで⾒落とされていたシナプスにおける情報伝達機構を明らかにして、脳回路機能の新原理を発⾒（Ucar et al., Nature）した。また、⽵内昌治教授が率いるグループは、揮発性有機化合物の無細胞検出器を開発し、匂いの感知やインテリジェントデバイスへの組み込みに利⽤できることを⽰した（Yamadaet al., Science Advances）。渡部喬光博⼠は、⼈間の脳活動のダイナミクスを解読し制御するニューロフィードバックシステムを考案し（Watanabe, eLife）、知能の理解には脳のダイナミクスをモニターすることが必要となる可能性を⽰した。臨床分野では、笠井清登教授が多兄弟姉妹の出⽣順位が思春期の社会的知能に及ぼす影響を評価し（Okada et al., Scientific Reports）、出⽣順位による向社会性が扁桃体と関連していることを明らかにした。⻑
井志江博⼠は、計算論的ロボット⼯学の⼿法を⽤いて、エネルギー最⼩化原理に基づく能動的知覚・推論⼿法を開発し（Horii and Nagai, Frontiers in Robotics and AI）、感情コミュニケーションを⾏うロボットの可能性を⾒出した。また、合原⼀幸教授とその共同研究者らは、複雑性の⾼い組合せ最適化問題を解くことができる可能性をもつフォトニック⼈⼯神経回路網を設計した（Inagaki et al., Nature Communications）。
融合領域: IRCN では、脳の発達と機能の原理を利⽤して新しい計算モデルやアルゴリズムを共進化させ、⼈間と⼈⼯知能の橋渡しをする学際的な融合研究を⽬指している。IRCN は、⼈間と機械知能の科学的領域を⼤きく 4 つに分け、12 のチームからなるチームサイエンスによる「研究⽣態系」を構築した︓コアインテリジェンス（強化、予測、固有活動、睡眠）、ソーシャルインテリジェンス（社会学習、臨界期マッピング、臨界期タイミング、注意）、ダイバースインテリジ

東京⼤学 - 1IRCNェンス（⾃閉症、精神病、創造性、マルチスケールイメージング）、⼈⼯知能（脳ダイナミクス、神経機能修飾ハードウェア）である。IRCN のシナジーオフィスは、随時更新する⽬標に基づいてチーム編成を管理し、本センターは神経計算を共通⾔語として学際性の強い研究環境を発展させてきた。これらチームサイエンスのハイライト成果としては、
Reinforcement Team によるドパミン D2 受容体シグナル伝達経路の記憶と疾患に関するモデル化（浦久保ら、PLoS Computational Biology）や、Brain Dynamics Team によるトポロジーにおける⻑年の計算ボトルネックの解決（平⽥ら、Chaos）などが挙げられる。
国際化: IRCN は、16 の国際的なパートナー機関とのネットワークを保持し、オンサイトのグローバルシンポジウム、ワークショップ、国際コンピューテーションコース、広範な研究者の交流などの活発なプログラムを実施している国際卓越研究センターである。本センターでは、22 名の IRCN 博⼠研究員のうち 19 名（86％）が外国⼈であるなど、国際的な研究従事者によって構成される組織として、すべてのキャリアレベルにおいて基準を上回る雇⽤を⾏っている。コロナ禍により2021 年の渡航や対⾯式のイベント開催は制限されたが、本センターは英語によるオンラインイベントを通じて国際的な研究交流を推進した。IRCN はサイエンス・サロンと呼ぶ 46 回の国際セミナーを開催し、そのうち 24 件（52％）の講演は海外からの講演者によるものであった。また、「New Horizons in Computation Workshop」、「PosterTown
digital poster sessions」を主催するとともに、「第 6 回⽇⽶科学会議」および「東京フォーラム」の企画に協⼒した（すべて英語での開催）。コロナ禍の収束を⾒て、IRCN は国際シンポジウム、ワークショップ、アニュアルリトリート、教育的プログラム、チームサイエンスミーティングなどの活動を再開し、研究者、学⽣、教員のダイナミックな国際交流を⽀援するグローバル頭脳循環戦略でチームサイエンスを拡⼤する予定である。
組織改⾰: IRCN の研究活動と⼈材採⽤の管理は、機構⻑のトップダウン型のリーダーシップと PI からのボトムアップ型の提案を交差させ、副機構⻑がそれぞれ主宰する 3 つの「オフィス」が引続き統括している。サステイナビリティオフィスは、
狩野⽅伸教授を中⼼に、資⾦調達、「⼀つ屋根の下」の研究環境を⽀える建物改修、多様性を重視した戦略的採⽤、WPI 予算、評価、関連業務などの⽀援、インフラ、⼈材採⽤を担当する。シナジーオフィスは、榎本和⽣教授を中⼼に、研究融合とチームサイエンスを推進するとともに研究関連イベントを運営する。コミュニティオフィスは、合原⼀幸特別教授を中⼼に、教育・アウトリーチ活動や外国⼈研究者の⽀援などを⾏う。2021 年 4 ⽉には、峠暢⼀事務部⾨⻑（AD）と飯野正光機構⻑特別補佐（SAD）が新たに加わり、センター運営を強化した。IRCN には 47 名の連携研究者（アフィリエイテッド・ファカルティ）と 17 名の協⼒研究員（アソシエイト・リサーチ・フェロー）が所属し、東京⼤学の他部局・キャンパスや国内外の研究機関の主任研究者が参加している。さらに、IRCN には 5 つのコア施設（ES マウス/ウイルスコア、イメージングコア、データサイエンスコア、ヒト fMRI コア、サイエンスライティングコア）が設置され、専⾨スタッフが最先端の研究サービスや技術を、専⾨的、安価、迅速に提供している。
サステナビリティ: IRCN は、研究および組織の中⻑期的な持続可能性の確保に積極的に取り組んでいる。課題は、研究におけるグローバルな卓越性とリーダーシップを発揮し、IRCN 独⾃の研究融合ブランドと社会的価値を構築すること、ホスト機関である東京⼤学におけるその学術研究エコシステムへの融合を果たし、既存または新規の⼤規模データ駆動型のグローバルな研究イニシアティブに貢献していくこと、そして政府以外の外部ソースにおける⻑期的な財政⽀援の途を⾒いだし、それらを確保すること、の三つである。チームサイエンスを主⼒な研究推進エンジンとする IRCN では、今後も脳発達過程の原理追求を本センターの⽬標であるニューロインスパイアード AI/ロボット理⼯学の開発、及び社会に役⽴つ応⽤を⽬指す⼈間/臨床医学研究と統合させながら研究推進を図っていく。研究資⾦のサステナビリティの観点では、IRCN はソフトバンク株式会社と東京⼤学の Beyond AI プロジェクト、東京⼤学とダイキン⼯業株式会社のパートナーシップ、医学系研究科、東京⼤学 TLO 及び、国内外の企業や NPO などとの対話を開始した。現在、IRCN と東京⼤学の合同ワーキンググループが、IRCN を東京⼤学の学術・研究エコシステムに統合するためのロードマップを策定しようとしている。IRCN は、ニューロインスパイアードであり、健全な社会に繋げる AI を、というユニークな⽬標を掲げ、科学技術の最前線に挑戦していく。

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IRCN