中井智也 (Tomoya Nakai) - マイポータル

基本情報

所属: 東京大学大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻准教授

学位: 博士（学術）(2017年3月東京大学大学院)

連絡先: nakai.tomoyaneuro.mimoza.jp
J-GLOBAL ID: 201701017975608086
researchmap会員ID: B000268731

外部リンク: https://scholar.google.com/citations?user=zfU6gw8AAAAJ&hl=en

数学の認知神経科学を中心に、脳機能イメージング・機械学習・発達心理を組み合わせた研究をしています。特に以下のテーマを対象としています：

(1)言語と数学の脳における関連性（Nakai & Okanoya, Sci Rep 2018; Cortex 2020）

(2)数認知に関する脳機能の発達および学習の効果 (Nakai et al., PLOS Biol 2023)

(3)脳データと機械学習による高次認知機能のデコーディング（Nakai & Nishimoto, Nat Commun 2020; Commun Biol 2022）

(4)高次認知機能に関するニューラルネットワークモデルと脳活動との関連（Nakai & Nishimoto, NeuroImage 2023）

研究分野

ライフサイエンス / 基盤脳科学 /

経歴

2026年4月 - 現在

東京大学, 大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻, 准教授
2023年6月 - 2026年3月

株式会社アラヤ, 研究開発部, チーフリサーチャー
2021年4月 - 2024年5月

フランス国立衛生医学研究所, リヨン神経科学研究センター, 博士研究員
2017年4月 - 2021年3月

国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター, 脳情報通信融合研究室
2016年4月 - 2017年3月

国立障害者リハビリテーションセンター研究所, 脳機能系障害研究部, 流動研究員

学歴

2013年4月 - 2017年3月

東京大学大学院, 総合分科研究科, 広域科学専攻・生命環境科学系
2011年4月 - 2013年3月

東京大学大学院, 総合文化研究科, 広域科学専攻・相関基礎科学系
2006年4月 - 2011年3月

東京大学, 教養学部, 基礎科学科・数理科学分科

受賞

2020年10月

Distinguished Poster Award, The 6th CREST Research Area Meeting 2020, Creation and development of core technologies interfacing human and information environments
2020年4月

優秀賞, 新学術領域研究「共創的コミュニケーションのための言語進化学」第四回領域全体会議
2019年2月

奨励賞, 新学術領域研究「共創的コミュニケーションのための言語進化学」第三回領域全体会議

中井智也
2015年11月

International Symposium Adolescent brain & mind and self-regulation, Young Investigators Award

中井智也
2013年5月

特に優れた業績による返還免除（半額）, 日本学生支援機構第一種奨学金

中井智也
2013年3月

東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻広域科学専攻奨励賞

中井智也

論文

Neural representations of non-symbolic magnitudes show familial specificity in the right intraparietal sulcus

Charlotte Constant-Varle, Tomoya Nakai, Léa Longo, Honorine Bouche, Jérôme Prado

Cerebral Cortex 36(4) bhag042 2026年4月28日査読有り
The neurobiology of human sequential signal prediction: Insights from language, music, and mathematics

Tomoya Nakai, Tatsuya Daikoku, Yohei Oseki

Neuroscience Research 222 105001-105001 2026年1月査読有り
Text-to-music generation models capture musical semantic representations in the human brain

Timo I. Denk, Yu Takagi, Takuya Matsuyama, Andrea Agostinelli, Tomoya Nakai, Christian Frank, Shinji Nishimoto

Nature Communications 17 91 2025年11月29日査読有り
Familial transmission of neural representations for mental arithmetic across two generations

Charlotte Constant-Varlet, Tomoya Nakai, Léa Longo, Honorine Bouche, Jérôme Prado

Proceedings of the National Academy of Sciences 122(33) e2421528122 2025年8月11日査読有り
Cortical representational geometry of diverse tasks reveals subject-specific and subject-invariant cognitive structures

Tomoya Nakai, Rieko Kubo, Shinji Nishimoto

Communications Biology 8(1) 713 2025年5月8日査読有り
Encoding models for developmental cognitive computational neuroscience: Promise, challenges, and potential

Tomoya Nakai, Charlotte Constant-Varlet, Jérôme Prado

Developmental Cognitive Neuroscience 70 101470 2024年12月査読有り筆頭著者責任著者
From brain to education through machine learning: Predicting literacy and numeracy skills from neuroimaging data

Tomoya Nakai, Coumarane Tirou, Jérôme Prado

Imaging Neuroscience 2 1-24 2024年6月18日査読有り筆頭著者責任著者
Intergenerational transmission of brain structure and function in humans: a narrative review of designs, methods, and findings

Charlotte Constant-Varlet, Tomoya Nakai, Jérôme Prado

Brain Structure and Function 229 1327-1348 2024年5月7日査読有り
Semantic context‐dependent neural representations of odors in the human piriform cortex revealed by 7T MRI

Toshiki Okumura, Ikuhiro Kida, Atsushi Yokoi, Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto, Kazushige Touhara, Masako Okamoto

Human Brain Mapping 45(6) e26681 2024年4月15日査読有り
Syntactic theory of mathematical expressions

Daiki Matsumoto, Tomoya Nakai

Cognitive Psychology 146 101606 2023年9月最終著者責任著者
Algorithmic voice transformations reveal the phonological basis of language-familiarity effects in cross-cultural emotion judgments

Tomoya Nakai, Laura Rachman, Pablo Arias Sarah, Kazuo Okanoya, Jean-Julien Aucouturier

PLOS ONE 18(5) e0285028 2023年5月3日査読有り筆頭著者責任著者
Artificial neural network modelling of the neural population code underlying mathematical operations

Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto

NeuroImage 270 119980-119980 2023年2月26日査読有り筆頭著者責任著者
Quantitative modelling demonstrates format‐invariant representations of mathematical problems in the brain

Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto

European Journal of Neuroscience 57(6) 1003-1017 2023年2月9日査読有り筆頭著者責任著者
Cortical representations of numbers and non-symbolic quantities expand and segregate in children from 5 to 8 years of age

Tomoya Nakai, Cléa Girard, Léa Longo, Hanna Chesnokova, Jérôme Prado

PLOS Biology 21(1) e3001935 2023年1月5日査読有り筆頭著者責任著者
Representations and decodability of diverse cognitive functions are preserved across the human cortex, cerebellum, and subcortex

Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto

Communications Biology 5(1245) 1245-1245 2022年11月14日査読有り筆頭著者責任著者
Brain networks are decoupled from external stimuli during internal cognition

Dror Cohen, Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto

NeuroImage 256 119230-119230 2022年8月査読有り
Music genre neuroimaging dataset

Tomoya Nakai, Naoko Koide-Majima, Shinji Nishimoto

Data in Brief 40 107675-107675 2022年2月査読有り筆頭著者
聴覚と視覚からなる言語刺激下の脳活動状態推定による活動領域の比較

隅田莉香子, 山口裕人, 中井智也, 西本伸志, 西田知史, 小林一郎

第37回ファジィシステムシンポジウム講演論文集 640-645 2021年9月
Convergence of Modality Invariance and Attention Selectivity in the Cortical Semantic Circuit

Tomoya Nakai, Hiroto Q Yamaguchi, Shinji Nishimoto

Cerebral Cortex bhab125 2021年5月査読有り筆頭著者
Correspondence of categorical and feature‐based representations of music in the human brain

Tomoya Nakai, Naoko Koide‐Majima, Shinji Nishimoto

Brain and Behavior e01936(11) e01936 2021年1月査読有り筆頭著者

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MISC

A coalgebraic perspective on predictive processing

Manuel Baltieri, Filippo Torresan, Tomoya Nakai

arXiv https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.16877 2025年8月26日
Hierarchical Brain–LLM Alignment Reveals Layer-Specific Neural Representations of Second Language Proficiency

Rieko Kubo, Shinji Nishimoto, Tomoya Nakai

bioRxiv https://doi.org/10.1101/2025.06.17.660057 2025年8月10日
脳・生体データの解析と可視化: EEGによる信号源推定

羽賀柔, 中井智也, 濱田太陽

アラヤシキ │ アラヤ公式note https://note.com/arayashiki_/n/nc738aa9ddf61 2025年7月
脳・生体データの解析と可視化: EEGとは？

羽賀柔, 中井智也, 濱田太陽

アラヤシキ │ アラヤ公式note https://note.com/arayashiki_/n/nfdd156f18b89 2025年6月
Arithmetic learning is associated with developmental increases in similarity between brain activity and artificial neural networks

Tomoya Nakai, Jérôme Prado

bioRxiv 2025年5月17日
NeuroAIのイロハ：脳活動への計算モデルアプローチ

中井智也

アラヤシキ │ アラヤ公式note https://note.com/arayashiki_/n/nc34b251841c2 2025年3月
Cortical representational geometry of diverse tasks reveals subject-specific and subject-invariant cognitive structures

Tomoya Nakai, Rieko Kubo, Shinji Nishimoto

bioRxiv 2024.01.26.577334 2024年1月26日
From brain to education through machine learning: Predicting literacy and numeracy skills from neuroimaging data

Tomoya Nakai, Jérôme Prado

PsyArXiv 2023年11月13日
Brain2Music: Reconstructing Music from Human Brain Activity

Timo I Denk, Yu Takagi, Takuya Matsuyama, Andrea Agostinelli, Tomoya Nakai, Christian Frank, Shinji Nishimoto

arXiv arXiv:2307.11078 2023年7月
Artificial neural network modelling of the neural population code underlying mathematical operations

Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto

bioRxiv 2022.06.06.494909 2022年6月6日
Quantitative modeling demonstrates format-invariant representations of mathematical problems in the brain

Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto

bioRxiv 2022.04.18.488703 2022年4月19日
（書評）Simon Baron-Cohen, The Pattern Seekers: How Autism Drives Human Invention (Basic Books, 2020)

中井智也

Tokyo Academic Review of Books 44 2022年2月21日査読有り
Preserved representations and decodability of diverse cognitive functions across the cortex, cerebellum, and subcortex

Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto

bioRxiv 2021.12.09.471939 2021年12月10日
Brain networks are decoupled from external stimuli during internal cognition

Dror Cohen, Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto

bioRxiv 2021.01.18.427211 2021年1月19日
（書評）Russell A. Poldrack, The New Mind Readers: What Neuroimaging Can and Cannot Reveal about Our Thoughts （Princeton university press, 2018年）

中井智也

Tokyo Academic Review of Books 5 2020年10月15日査読有り
Convergence of modality invariance and attention selectivity in the cortical semantic circuit

Tomoya Nakai, Hiroto Q. Yamaguchi, Shinji Nishimoto

bioRxiv 2020.06.19.160960 2020年6月19日
音声刺激下の脳活動による音声特徴量の推定への取り組み

漆原理乃, 山口裕人, 中井智也, 西本伸志, 小林一郎

言語処理学会第26回年次大会発表論文集 1340-1343 2020年3月
Data-driven models reveal the organization of diverse cognitive functions in the brain

Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto

bioRxiv 614081 2019年4月19日
A language-familiarity effect on the recognition of computer-transformed vocal emotional cues

Tomoya Nakai, Laura Rachman, Pablo Arias, Kazuo Okanoya, Jean-Julien Aucouturier

bioRxiv 521641 2019年1月17日
Representation of music genres based on the spectro-temporal modulation responses of the human brain

Tomoya Nakai, Naoko Koide-Majima, Shinji Nishimoto

bioRxiv 471326 2018年11月15日

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書籍等出版物

数学を生み出す脳 (岩波科学ライブラリー 332)

中井智也

岩波書店 2025年4月16日 (ISBN: 4000297325)

講演・口頭発表等

Developmental reorganization of numerical representations: From quantity to symbolic and linguistic processing

Tomoya Nakai

INCC BabyLab Seminar 2026年5月7日招待有り
LLMとfMRIデータによる言語と数学の関連性の検討

中井智也

東京科学大学セミナー 2026年5月7日招待有り
数量・数字知覚の認知神経基盤

中井智也

日本視野画像学会第11回視覚生理学基礎セミナー 2026年2月8日招待有り
Methodological perspectives to quantify trans-generational neural patterns

Tomoya Nakai

Workshop at Lyon Neuroscience Research Center 2025年12月11日招待有り
児童fMRIによる数学能力の発達メカニズムの解明

中井智也

第１回 HxS研究セミナー 2025年10月27日
数学的思考への計算論的発達神経科学アプローチ

中井智也

Salon de K 2025、公立小松大学 2025年7月31日招待有り
符号化モデルによる能動的な認知機能の脳表現解析

中井智也

東京大学工学部計数工学科セミナー 2025年4月16日招待有り
Computational approach to task-based functional MRI in young children

中井智也

Cinet Special Seminar 2025年3月26日招待有り
記号接地から記号分離へ―数学学習による記号と地の変化―

コミュニケーション＆人間とは何か？セミナーシリーズ第７回セミナー 2023年12月10日招待有り
Computational approach to brain mechanisms of mathematical cognition

Tomoya Nakai

LaPsyDÉ Scientific Focus 2023年11月24日招待有り
Subject-invariant structures of multitask representations in the association cortices

Tomoya Nakai, Kubo Rieko, Shinji Nishimoto

第7回ヒト脳イメージング研究会 2023年9月8日
Exploring the neural population code of mathematical thought: insights from distributed representations in artificial neural networks

Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto

第33回日本神経回路学会全国大会 2023年9月5日
Connecting categorical and distributed brain representations of complex human cognition

Araya Research Seminar 2023年3月6日招待有り
Brain representations of symbolic and non-symbolic quantity become estranged with education: Evidence from between-format and between-age decoding

Tomoya Nakai, Cléa Girard, Léa Longo, Hanna Chesnokova, Jérôme Prado

Flux 2022 2022年9月8日
言語ラベルがヒト梨状皮質の匂いの情報表現に与える影響

奥村俊樹, 黄田育宏, 横井惇, 中井智也, 西本伸志, 岡本雅子, 東原和成

第56回日本味と匂学会 2022年8月23日
Brain representations of symbolic and non-symbolic magnitudes become estranged over development

Tomoya Nakai, Cléa Girard, Léa Longo, Hanna Chesnokova, Jérôme Prado

The Mathematical Cognition and Learning Society (MCLS) 2022 2022年6月2日
符号化・復号化モデルによる多様な楽曲視聴時のfMRIデータ解析

中井智也

音楽と脳研究会 2022年3月25日招待有り
Shared neural basis of syntactic processing for language and arithmetic in adults

Tomoya Nakai

Symposium "Grammar skills and mathematical achievements: an explanatory attempt", MCLS 2021 2021年12月16日招待有り
聴覚と視覚からなる言語刺激下の脳活動状態推定による活動領域の比較

隅田莉香子, 山口裕人, 中井智也, 西本伸志, 西田知史, 小林一郎

第37回ファジィシステムシンポジウム 2021年9月13日
Quantitative modeling of emotion representation in the brain

Tomoya Nakai

Society for Affective Science (SAS) 2021 Annual Conference 2021年4月16日招待有り

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担当経験のある科目(授業)

平成30年度特別集中講義「データ駆動型アプローチによる脳情報のデコーディング」 (大阪大学大学院生命機能研究科)

共同研究・競争的資金等の研究課題

数的情報に関する脳表現構造の個人差および共通性の解明

独立行政法人日本学術振興会学術変革領域研究(A) 2026年4月 - 2028年3月
数学の脳情報表現に対する計算論的アプローチ

国立研究開発法人科学技術振興機構創発的研究支援事業 2024年10月 - 2028年3月
Cognitive computational neuroscience approach to the development of mathematical competence

European Research Council (ERC) Starting Grant (StG) 2025年6月 - 2026年3月
計算モデルと発達脳機能イメージングによる記号分離仮説の検証

独立行政法人日本学術振興会学術変革領域研究(A) 2024年4月 - 2026年3月

中井智也
シンボル系列の予測に関する脳の計算モデル構築

独立行政法人日本学術振興会科学研究費助成事業学術変革領域研究(A) 公募研究「統一理論」 2024年4月 - 2026年3月

中井智也
Prediction of Children's Math Learning Disability Using Longitudinal Brain Data and Machine Learning

European Commission Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA), Individual Fellowship 2022年5月 - 2024年5月
多次元脳情報と計算モデルに基づく心理特性個人差の予測

日本学術振興会特別研究員奨励費（PD）（辞退） 2021年4月 - 2024年3月
Prediction of Children's Mathematical Ability Using Longitudinal Brain Information and Application on Math Learning Difficulty

Japan Society for the Promotion of Science Overseas Research Fellow 2021年4月 - 2023年3月
数学能力の神経基盤に関する定量的脳情報モデルの構築

独立行政法人日本学術振興会基盤研究(C) 2020年4月 - 2023年3月

中井智也
言語と音楽を介した能動的コミュニケーションの脳情報モデル構築

独立行政法人日本学術振興会新学術領域研究(研究領域提案型) 2020年4月 - 2022年3月

中井智也
多次元神経イメージング技術による視覚・聴覚障害者の神経可塑性研究

独立行政法人日本学術振興会科学研究費補助金若手研究（Ｂ） 2017年4月 - 2020年3月

中井智也
脳活動計測を利用した主観的特殊体験の可視化

情報通信研究機構研究開発推進ファンド「TRIAL」 2018年6月 - 2019年3月

中井智也
言語と音楽の階層的神経情報表現に関する定量モデルの構築

独立行政法人日本学術振興会新学術領域研究(研究領域提案型) 2018年4月 - 2019年3月

中井智也
クロスドメイン構造プライミングによる、言語と数学の木構造の相互作用：fMRI研究

独立行政法人日本学術振興会日本学術振興会特別研究員（DC2） 2014年4月 - 2016年3月

中井智也

メディア報道

親子で似ていた脳の“算数回路”―算数問題に取り組むときの脳活動パターンが母子間で共通することを発見

株式会社アラヤ https://research.araya.org/ja/news/news20250814 2025年8月14日インターネットメディア
言葉がヒトの匂いの脳内情報処理に与える影響 ――何の匂いと思って嗅ぐかによって一次嗅覚野の脳活動が変化する――

東京大学大学院農学生命科学研究科・農学部 2024年4月
数に対する生まれつきの感覚とは

数学の楽園数独からトポロジー，圏論まで（別冊日経サイエンス266） 2024年2月26日
ChatGPTが映し出すヒトの知性

日経サイエンス2023年8月号(特集：数学する脳とAI／核融合の現在地) 2023年6月23日
Comment le cerveau des enfants apprend-il les chiffres arabes ?

Centre national de la recherche scientifique (CNRS) Biologie 2023年1月10日
ヒトの多様な認知機能を司る脳内情報表現の可視化と解読に成功

国立研究開発法人情報通信研究機構 2020年3月10日
ＮＩＣＴ先端研究／情通機構（102）脳情報から思考を解読

日刊工業新聞 2019年9月17日

中井智也

基本情報

研究分野

経歴

学歴

受賞

論文

MISC

書籍等出版物

講演・口頭発表等

担当経験のある科目(授業)

共同研究・競争的資金等の研究課題

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