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生命知能システム分野  神崎研究室

昆虫が進化により獲得した感覚・脳・行動の機能を再現し、理解し、活用する

昆虫脳の始原的知能の理解を目指した全脳シミュレーションの構築

神経回路モデルと生物実験の両面からのアプローチにより、1万個~100万個の神経細胞からなる全脳のシミュレーションを通した昆虫脳の知能の理解を目指しています。中でも、雄カイコガの嗅覚受容―匂い源探索行動に注目しています。細胞内計測や神経活動のイメージング等の生物実験によって個々の神経細胞の知見を得て、それらの形状・機能をデータベース化・モデル化した後に、大規模な神経回路モデルを構築します。このモデルの挙動を「富岳」等のスーパーコンピュータ上でシミュレーションし、昆虫脳の活動をリアルタイムで再現することを目指します。

昆虫の嗅覚機能を活用した匂いセンサの開発

昆虫がもつ優れた嗅覚機能を活用して、遺伝子工学により培養細胞やカイコガでさまざまな嗅覚受容体の機能を再構築する技術を確立しています。これらの技術を活用し、匂いを可視化する「センサ細胞」や所望の匂い源を探索可能な「センサ昆虫」の開発を進めています。

昆虫触角を融合したバイオハイブリッドドローン

昆虫触角は、環境中の匂い物質を高感度、高選択、リアルタイムに検出可能な匂いバイオセンサとして機能します。フェロモンを高感度に検出可能なカイコガの触角と小型ドローンを融合することで、匂い源探索が可能なバイオハイブリッドドローンを構築しました。機動性の高い小型ドローンと昆虫触角に基づく匂いバイオセンサを活用し、効率的な匂い源探索プラットフォームとアルゴリズムの開発を展開しています。

分析と統合による昆虫脳の再構築
分析と統合による昆虫脳の再構築
細胞利用型匂いセンサチップによる匂い計測
細胞利用型匂いセンサチップによる匂い計測
カイコガ触角を搭載したバイオハイブリッドドローン
カイコガ触角を搭載したバイオハイブリッドドローン

メンバー

  • 神崎 亮平 教授
  • 専門分野:神経行動学、生体ー機械融合
特任准教授 光野 秀文
特任助教 ハウプト ステファン 周一
特任助教 照月 大悟

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