神経可塑性・学習ダイナミクス研究セクター

Sector for Neuroplasticity and Learning Dynamics

「人は自らの記憶の集積である」と言われるように、昨日の自分と今日の自分が同じであると感じ、自己の同一性を保つためには、 記憶が正しく機能することが欠かせません。また、記憶と学習は多くの生物が備える、環境の変化に適応するための基本的な機能でもあります。 こうした機能が障害されると、過去のことを思い出せなくなったり、新しい物事の学習が難しくなったりします。

本セクターでは、ヒトの持つ優れた記憶・学習能力について、高次認知機能に関わる知識や概念の獲得過程を中心に、 どのような脳内の神経回路によって実現されているのかを明らかにしていきます。そのために、ヒトとよく似た脳構造を持ち 高い認知機能を備えたサル類を対象に、全脳ネットワークの働きを可視化する機能的磁気共鳴画像法（fMRI）、 神経細胞ネットワークにおける記憶形成過程を追跡可能な留置型記録電極、特定の神経細胞の機能を選択的に操作できる 化学遺伝学の先進的手法を組み合わせて研究を進めます。

学習によって新たな能力や知識を獲得する過程や、複雑な概念を形成する神経回路を明らかにすることで、 社会的文脈における同一性が保たれる仕組みや、主観的な感じ方に記憶が与える影響など、これまで心理学や哲学で主に論じられてきた 問いにも神経科学的手法で切り込んでいきます。こうした研究を通じて、新しい人工知能の開発や人とAIの共生、 高齢化社会における記憶能力の改善・治療・診断法の開発にも貢献していきたいと考えています。

現在、一緒に研究をしていただける学生や研究員を募集していますので、ご興味のある方はご連絡ください。

セクター長

メンバー

・　堀　祐樹（システム神経回路研究グループ研究員）

代表論文

1. Koyano KW*, Taubert J, Robison W, Waidmann EN, Leopold DA*. (2025) Face pareidolia minimally engages macaque face selective neurons. Progress in Neurobiology. 245, 102709. *Corresponding author.
2. Koyano KW*, Esch EM, Hong JJ, Waidmann EN, Wu H, Leopold DA*. (2023) Progressive neuronal plasticity in primate visual cortex during stimulus familiarization. Science Advances 9(12), eade4648. *Corresponding author.
3. Russ BE, Koyano KW, Day-Cooney J, Perwez N, Leopold DA. (2023) Temporal continuity shapes visual responses of macaque face patch neurons. Neuron. 111(6), 903-914.
4. Waidmann EN*, Koyano KW*†, Hong JJ, Russ BE, Leopold DA†. (2022) Local features drive identity responses in macaque anterior face patches. Nature Communications.13, 5592. *Contributed equally to this work. †Corresponding author.
5. Zaldivar D, Koyano KW, Ye FQ, Godlove DC, Park SH, Russ BE, Bhik-Ghanie R, Leopold DA. (2022) Brain-wide functional coupling of face patch neurons during rest. Proceeding of the National Academy of Sciences. 119(36), e2206559119.
6. Park SH, Koyano KW, Russ BE, Waidmann EN, McMahon DBT, Leopold DA. (2022) Parallel functional subnetworks embedded in the macaque face patch system. Science Advances 8(10), eabm2054.
7. Koyano KW*†, Jones AP*, McMahon DBT, Waidmann EN, Russ BE, Leopold DA†. (2021) Dynamic Suppression of Average Facial Structure Shapes Neural Tuning in Three Macaque Face Patches. Current Biology 31, pp. 1-12. *Contributed equally to this work. †Corresponding author.
8. Koyano KW, Takeda M, Matsui T, Hirabayashi T, Ohashi Y, Miyashita Y. (2016) Laminar module cascade from layer 5 to 6 implementing cue-to-target conversion for object memory retrieval in the primate temporal cortex. Neuron 92(2) pp. 518-529.