我々の脳は、非常に複雑ではあるが一定の構造を持った夥しい数の神経細胞から成るネットワークから構成されている。この大規模な物理・化学系による高度な情報処理は、デジタル計算機とは全く異なる原理で行われている。

本研究室では、生体における巧妙な情報処理過程を工学的視点から理解し、超スマート社会を支える次世代の脳型情報処理システムや、超高齢社会を支える新たな健康科学・医療技術に結びつけるための研究を進めている。具体的には、独自技術である人工神経細胞回路を脳神経回路のモデル系として活用し、情報処理システムとしての脳の最大の特徴とも言える自発活動や局所的な相互作用に基づく出力の最適化など、現在の人工ニューラルネットワークやAIに組み入れられていない生体脳の特徴の機能的意義を探求している。そして、その特徴を新しい生物規範的な情報処理モデルや超低消費電力脳型ハードウェア、さらには培養ニューロンに基づく「ウェットウェア」への実装を進めている。並行して、ヒト神経細胞の培養技術を応用することで、脳神経系疾患、特にパーキンソン病や脳損傷などの疾患メカニズムの解明と培養系モデルの実現も目指している。