三浦 佳二
MIURA Keiji
所属
生命環境学部 生物科学科 教授
研究分野・キーワード
データサイエンス, ブレイン・マシン・インターフェース, 計算論的神経科学
教育研究内容
脳は、神経細胞の間で電気パルスをやりとりすることで情報処理を行っているが、個々の細胞の実験観察だけから、脳がシステム全体として行う「合目的な」計算の仕組みを理解することは容易ではない。このため、本研究室においては、理論モデルを通して脳を理解するという、計算機による「ドライ」な方法を用いた研究を行う。
計算論的神経科学の１つの目標は、「マインド・リーディング」ができる程に、電気信号を解読することである。例えば、機械学習を用いて、計測した神経細胞の電気活動から、ラットが嗅いでいる匂いを当てることが可能である。ここで、電気パルスの頻度だけではなくタイミングも重要であると「仮説」することで、より精度良く解読できる。このように、仮説を通して脳における情報表現の理解を深めることができるのである。さらに近年は、匂いなどの感覚にとどまらず、「やる気」「価値」等のより複雑な脳機能も解読されるようになってきたが、この場合には、仮説や理論モデルの果たす役割がさらに大きくなる。
ドライラボでは、ビッグデータから情報を掘り出すアイデアが鍵となる。パッケージソフトを使うだけであれば決して難しくないし、卒業研究を通じてデータサイエンスのスキルを身につければ、ビジネス等のデータ分析でもきっと役立つはずである。
計算論的神経科学の１つの目標は、「マインド・リーディング」ができる程に、電気信号を解読することである。例えば、機械学習を用いて、計測した神経細胞の電気活動から、ラットが嗅いでいる匂いを当てることが可能である。ここで、電気パルスの頻度だけではなくタイミングも重要であると「仮説」することで、より精度良く解読できる。このように、仮説を通して脳における情報表現の理解を深めることができるのである。さらに近年は、匂いなどの感覚にとどまらず、「やる気」「価値」等のより複雑な脳機能も解読されるようになってきたが、この場合には、仮説や理論モデルの果たす役割がさらに大きくなる。
ドライラボでは、ビッグデータから情報を掘り出すアイデアが鍵となる。パッケージソフトを使うだけであれば決して難しくないし、卒業研究を通じてデータサイエンスのスキルを身につければ、ビジネス等のデータ分析でもきっと役立つはずである。
SDGs 関連ゴール
出身大学院 【 表示 ／ 非表示 】
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学校名：京都大学
学部等名：大学院理学研究科
学科等名：物理学・宇宙物理学専攻 物理学第一教室
修了課程：博士課程
修了年月：2006年03月
修了区分：修了
経歴 【 表示 ／ 非表示 】
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所属：東北大学
部署名：大学院・情報科学研究科
職名：助教
年月：2011年04月 ～ 2015年03月 -
所属：ハーバード大学
部署名：Department of Molecular and Cellular Biology
職名：さきがけ研究者
年月：2008年10月 ～ 2011年03月 -
所属：東京大学
職名：日本学術振興会特別研究員(PD)
年月：2006年04月 ～ 2008年09月
所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】
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所属学協会名：Society for Industrial and Applied Mathematics
学会所在国：アメリカ合衆国 -
所属学協会名：Society for Neuroscience
学会所在国：アメリカ合衆国 -
所属学協会名：日本神経科学学会
学会所在国：日本国 -
所属学協会名：日本神経回路学会
学会所在国：日本国
研究分野 【 表示 ／ 非表示 】
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研究分野：情報通信 / 生命、健康、医療情報学
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研究分野：その他 / その他
キーワード：生体生命情報学
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研究分野：ライフサイエンス / 神経科学一般
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研究分野：情報通信 / 統計科学
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研究分野：情報通信 / ソフトコンピューティング
研究経歴 【 表示 ／ 非表示 】
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研究課題名：モース理論に基づく脳型タッチセンサーの設計
研究期間：2014年 ～ 2016年
研究態様（個人・共同別）区分：未設定
研究制度：その他の研究制度
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研究課題名：無限次元の情報幾何学を用いた脳活動のモデリング
研究期間：2012年04月 ～ 2016年03月
研究態様（個人・共同別）区分：未設定
研究制度：その他の研究制度
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研究課題名：Hodge分解によるヘテロ・大域的な脳活動の遍歴検出
研究期間：2012年04月 ～ 2014年03月
研究態様（個人・共同別）区分：未設定
研究制度：その他の研究制度
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研究課題名：情報幾何学の計算論的神経科学への応用
研究期間：2008年10月 ～ 2012年03月
研究態様（個人・共同別）区分：未設定
研究制度：その他の研究制度
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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タイトル：Maximum inscribed and minimum enclosing tropical balls of tropical polytopes and applications to volume estimation and uniform sampling
誌名：COMPUTATIONAL GEOMETRY-THEORY AND APPLICATIONS 128巻
出版年月：2025年09月
著者：Barnhill, D; Yoshida, R; Miura, KDOI：10.1016/j.comgeo.2025.102163
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記述言語：英語
タイトル：Tropical Density Estimation of Phylogenetic Trees
誌名：IEEE-ACM TRANSACTIONS ON COMPUTATIONAL BIOLOGY AND BIOINFORMATICS 21巻 6号 （頁 1855 ～ 1863）
出版年月：2024年11月
著者：Yoshida, R; Barnhill, D; Miura, K; Howe, DDOI：10.1109/TCBB.2024.3420815
掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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記述言語：英語
タイトル：Tropical geometric tools for machine learning: the TML package
誌名：Journal of Software for Algebra and Geometry 14巻 1号 （頁 133 ～ 174）
出版年月：2024年10月
著者：David Barnhill, Ruriko Yoshida, Georgios Aliatimis, Keiji MiuraDOI：10.2140/jsag.2024.14.133
掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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記述言語：英語
タイトル：Biologically plausible local synaptic learning rules implement CNNs and denoising autoencoders
誌名：International Conference on Scientific Computing and Machine Learning 2024 (SCML2024)
出版年月：2024年03月
著者：Masataka Konishi, Keiji Miura掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）
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タイトル：Tropical Fermat-Weber Polytropes
出版年月：2024年02月
著者：David Barnhill, John Sabol, Ruriko Yoshida, Keiji Miura
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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タイトル：嗅覚と匂い・香りの産業利用最前線
出版者・発行元：エヌティーエス
出版年月：2013年02月
著者：古賀良彦（杏林大学教授） 東原和成（東京大学教授） 飯野雄一（同教授） 白須未香（同特任研究員）, 中本高道（東京工業大学准教授） Bartosz Wyszynski（同研究員）, 三浦佳二（東北大学助教） 坂井信之（同准教授） 駒木亮一（カネボウ）, 山崎邦郎（モネル化学感覚研究所教授） 土生知恵美（ユニチャーム） 宮澤清（同）, 坪井昭夫（奈良県立医科大学教授） 元永千穂（コーセー研究所） 妹尾正巳（コーセー）, 外池光雄（藍野大学教授） 永友茂美（小林製薬） 芳賀理佳（ライオン）, 伴野明（東海大学教授） 保坂憲一（同教授） 國枝里美（高砂香料工業） 松尾弘幸（同）, 齋藤美穂（早稲田大学教授） 大島千佳（日本学術振興会） 中山 功一（佐賀大学准教授）, 浦上克哉（鳥取大学教授） 谷口美也子（同助教） 山本晃輔（奈良教育大学特任准教授）, 三林浩二（東京医科歯科大学教授） 矢田幸博（花王） ほか（計３６名）
著書種別：その他
担当区分：その他
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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記述言語：日本語
タイトル：嗅覚皮質の電気信号解読による脳の匂い判別機構の解明
誌名：翠巒 27巻 （頁 4）
出版年月：2013年03月
著者：三浦佳二
掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
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記述言語：日本語
タイトル：Hodge分解によるヘテロ・大域的な脳活動の遍歴検出
誌名：ヘテロ複雑システムによるコミュニケーション理解のための神経機構の解明 NEWS LETTER 4巻 （頁 8 ～ 9）
出版年月：2013年02月
著者：三浦佳二
掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他）
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記述言語：日本語
タイトル：位相縮約に基づくシリコンニューロンのダイナミカルシステムデザイン(ニューロコンピューティングの実装及び人間科学のための解析・モデル化,一般)
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
誌名：電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 112巻 227号 （頁 139 ～ 144）
出版年月：2012年09月
著者：中田 一紀, 三浦 佳二, 浅井 哲也
掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
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記述言語：日本語
タイトル：位相縮約による非線形発振回路の雑音誘起同期現象の数理解析(一般)
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
誌名：電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム 111巻 377号 （頁 89 ～ 94）
出版年月：2012年01月
著者：中田 一紀, 三浦 佳二, 浅井 哲也
掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
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記述言語：日本語
タイトル：パルス結合されたResonate-and-Fire Neuronモデルにおける雑音誘起秩序
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
誌名：電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題 110巻 465号 （頁 77 ～ 82）
出版年月：2011年03月
著者：中田 一紀, 三浦 佳二, 林 初男
掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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賞名：第3回藤原洋数理科学賞 奨励賞
受賞年月：2014年10月
受賞区分：その他
授与機関：
受賞者（グループ）：三浦佳二
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賞名：青葉工学研究奨励賞
受賞年月：2012年12月
受賞区分：その他
授与機関：青葉工学振興会
受賞者（グループ）：三浦佳二
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賞名：研究賞
受賞年月：2006年
受賞区分：その他
授与機関：神経回路学会
受賞者（グループ）：三浦佳二
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賞名：Outstanding Student Paper Awards
受賞年月：2005年12月
受賞区分：その他
授与機関：NIPS Foundation
受賞者（グループ）：三浦佳二
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賞名：奨励賞
受賞年月：2005年
受賞区分：その他
授与機関：神経回路学会
受賞者（グループ）：三浦佳二
共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】
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研究種目：基盤研究(C)
研究期間：2025年04月 ～ 2030年03月
タイトル：大規模な教師有り学習を実現できる生物学的に尤もらしい学習則は存在するか？
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研究種目：基盤研究(C)
研究期間：2018年04月 ～ 2023年03月
タイトル：背景脳活動が遍歴する下でも恒常的に感覚認識できる神経計算機構の解明
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研究種目：新学術領域研究
研究期間：2016年04月 ～ 2018年03月
タイトル：準素イデアル分解を用いた疎性へのアプローチ
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研究種目：基盤研究(C)
研究期間：2014年 ～ 2016年
タイトル：モース理論に基づく脳型タッチセンサーの設計
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研究期間：2014年 ～ 2016年
タイトル：モース理論に基づく脳型タッチセンサーの設計
提供機関：文部科学省
制度名：科学研究費補助金(基盤研究(C))
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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記述言語：英語
会議名：第46回日本神経科学大会
開催年月：2023年08月
発表年月日：2023年08月03日
タイトル：全層に共通するシナプス三つ巴学習則により教師あり深層学習は頑健に実現できる
会議種別：ポスター発表
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記述言語：英語
会議名：NEURO2022
開催年月：2022年06月 ～ 2022年07月
発表年月日：2022年07月02日
タイトル：CIFAR10の画像分類率を最大化する深層ネットワーク構造の探索
会議種別：ポスター発表
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記述言語：英語
会議名：NEURO2022
開催年月：2022年06月 ～ 2022年07月
発表年月日：2022年07月02日
タイトル：PyTorch SSDによる種を区別したアリの検出
会議種別：ポスター発表
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記述言語：英語
会議名：NEURO2022
開催年月：2022年06月 ～ 2022年07月
発表年月日：2022年07月02日
タイトル：DCGANによるCG昆虫写真の生成
会議種別：ポスター発表
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記述言語：英語
会議名：第44回日本神経科学大会
開催年月：2021年07月
発表年月日：2021年07月28日
タイトル：画像の連続変形に対して不変な特徴量を計算する神経回路モデルは、IT野の複雑な神経活動を説明しうる
会議種別：ポスター発表
担当授業科目（学内） 【 表示 ／ 非表示 】
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履修年度：2025年度（西暦）
提供部署名：生命環境学部
授業科目名：卒業実験及び演習
授業形式：代表者
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履修年度：2025年度（西暦）
提供部署名：理工学部
授業科目名：卒業実験及び演習
授業形式：代表者
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履修年度：2025年度（西暦）
提供部署名：生命環境学部
授業科目名：外国書講読
授業形式：代表者
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履修年度：2025年度（西暦）
提供部署名：理工学部
授業科目名：外国書講読
授業形式：代表者
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履修年度：2025年度（西暦）
提供部署名：理工学部
授業科目名：微積分学I
授業形式：代表者
担当経験のある授業科目（学内・学外） 【 表示 ／ 非表示 】
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科目：情報科学特別講義I
機関名：東北大学大学院情報科学研究科 -
科目：情報科学特別講義II
機関名：東北大学大学院情報科学研究科 -
科目：情報科学特別講義III
機関名：東北大学大学院情報科学研究科