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脳のモデル研究機関一覧と勉強法


はじめに

本記事は脳をプログラムで開発することに興味のある人に役立つと思います。

脳は、目や耳から画像や音声を処理する汎用人工知能のようなものです。特化型人工知能から汎用人工知能の開発へ進む手がかりになればと思います。


対象者


  • 汎用人工知能(AGI)に興味がある

  • 脳のモデリングがしたい

  • Deep Learningを勉強している


研究機関

世界の研究機関の中でも私がよくみるサイト3つについて説明します

その他の機関について下記のサイトでまとめられています

https://www.lifescience.mext.go.jp/files/pdf/n1840_08.pdf


Brain initiative

Brain Initiativeは、2013年にオバマ大統領によって発表された機関です。

Platformがあるわけではないですが、サイトにはかなりの数の刊行物や分析ツールなどのリソースがまとめられています。

wiki


Inspired by the Human Genome Project, BRAIN aims to help researchers uncover the mysteries of brain disorders, such as Alzheimer's and Parkinson's diseases, depression, and traumatic brain injury (TBI).

BRAINは、ヒトゲノムプロジェクトに触発され、研究者がアルツハイマー病やパーキンソン病、うつ病、外傷性脳損傷(TBI)などの脳障害の謎を明らかにするのを支援することを目指しています。



Human Brain Project

EUで作れられた機関で、HBP Collaboratory(HBPC)というシミュレーションプラットフォームを利用できます。このプラットフォームは、アカウント申請をしアカウント取得することで使えます。

wiki


Fundamental to the HBP approach is to investigate the brain on different spatial and temporal scales (i.e. from the molecular to the large networks underlying higher cognitive processes, and from milliseconds to years). To achieve this goal, the HBP relies on the collaboration of scientists from diverse disciplines, including neuroscience, philosophy and computer science, to take advantage of the loop of experimental data, modelling theories and simulations.

HBPアプローチの基本は、異なる空間的および時間的スケールで脳を調査することです(分子から、より高い認知プロセスの基礎となる大規模ネットワークまで、ミリ秒から年まで)。この目標を達成するために、HBPは、実験データ、モデリング理論、シミュレーションのループを活用するために、神経科学、哲学、コンピューターサイエンスを含むさまざまな分野の科学者の協力に依存しています。



Human Brain Project Collaboratory

HBPCのプラットフォームを使えば、かなり本格的に脳開発の研究ができると思います。

HBPC Platformのガイドブックは下記のサイトです。

https://hbp-hpc-platform.fz-juelich.de/


Whole Brain Architecture Initiative

日本の機関であるので、ドキュメントは読みやすくはじめはこのサイトから見るのがいいかと思います。WBAでは今、BriCAという脳モデルを開発する上でのプラットフォームを開発しているそうです。

また、WBAの開発部のSlackにもCLAライセンスの同意で参加が可能です。

特に下記のサイトでWBAの目的、具体的な開発の構図などが載せられています。さらに、脳そのものについての知識も説明されています。

https://wba-initiative.org/wiki/


その他の勉強について


おすすめの記事紹介


  1. Takuma Senoさんという方のハッカソンでの記事では、海馬モデルの実装についての構想と論文が記載されています。

    https://github.com/takuseno/wba-hackathon/blob/master/README.md


  2. 脳科学辞典という脳についてのwikiのようなものです。

    https://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E8%84%B3%E7%A7%91%E5%AD%A6%E8%BE%9E%E5%85%B8:%E7%B4%A2%E5%BC%95


  3. Kazuya Gokitaさんという方のブログです。大脳辺縁系や大脳新皮質などの新しめの領域についてのモデル設計が書かれています。

    http://kazoo04.hatenablog.com/



Spiking neural network

Spiking neural network(SNN)は、脳の働きである活動電位をモデルに考えられたニューラルネットワークです。比較的新しい手法であり研究途中の技術なため、まだ応用例が少ない気がします。

ニューロンやシナプスのモデルが簡単に作れますが、Deep Learningの知識や論文を読んでみないと詳しく調べれないだろうから、勉強が大変かなと思います。

下記のtakyamamotoさんの『知識のサラダボウル』というサイトは、SNN関連から医学や量子学に関する面白い記事がたくさんあるので良ければ参考にしてください。

https://omedstu.jimdo.com/


まとめ

脳本体の解明はまだ発展途上でありマシンのスペックも足りていないため、脳の実現はまだ先なのでしょう。正直、脳のモデルをプログラミングすると何がいいかは正直わかりません。

もしかすると、とある科学の超電磁砲に出てくる御坂妹のようなかわいい子が生まれる時代になるのかもしれません。そうなると倫理的な問題が面倒な気はしますが。

最後に

無断でブログへのリンクを貼らせて頂いた方々、もし思わしく思わなければ申し訳ないです。すぐに削除しますのでご連絡ください。

間違いやコメントがあればご指摘お願いします。


参考文献

https://en.wikipedia.org/wiki/Human_Brain_Project

https://en.wikipedia.org/wiki/BRAIN_Initiative