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環境に適したベイズ推定を行う神経基盤の理論的解明

Research Project

Project/Area Number 10J04910
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Sensitivity informatics/Soft computing
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

瀧山 健  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords運動学習 / ニューラルネットワーク / 脳卒中 / リハビリテーション / 両腕運動 / 神経細胞の冗長性 / 冗長なニューラルネットワークモデル / ベイズ統計 / スイッチング状態空間モデル / 状態遷移
Research Abstract

脳卒中とは急激に発祥した脳血管障害であり、日本国内では3番目、アメリカ国内では最も症例数が多い症状である。そのため、多くの研究が効果的な脳卒中リハビリテーション(以下リハビリ)を追究している。特に、脳卒中により生じる麻痺のうち、上肢に生じる麻痺から完全に回復できる患者は33%程度しかおらず、効果的な上肢リハビリの提唱が求められている。
通常の脳卒中リハビリは、麻痺した腕のみを動かす集中訓練である。一方、特定の患者は健常に動く腕を同時に動かす両腕リハビリが有効であることが報告されている。しかしながら、どのような条件を満たせば両腕リハビリが有効なのか、という問いは未解決なままであった。
申請者は脳卒中運動野モデルを解析し、右半球の一次運動野、左半球の一次運動野間の結合強度が強い患者のみ両腕リハビリが有効である、という理論予測を提唱した。近年、脳の異なる領野間の結合強度は脳活動計測から推定可能であり、今後は実際の脳卒中患者さんを対象とした実証が必要となる。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (18 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Recovery in Stroke Rehabilitation through the Rotation of Preferred Directions Induced by Bimanual Movements: A Computational Study2012

    • Author(s)
      Ken Takiyama and Masato Okada
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 7(5)

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Image Segmentation and Restoration Using Switching State-Space Model and Variational Bayesian Method.2012

    • Author(s)
      Ryota Hasegawa, Ken Takiyama, Masato Okada, Seiji Miyoshi
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan

      Volume: 81 Issue: 9 Pages: 094802-094802

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.094802

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Maximization of learning speed in the motor cortex due to neuronal redundancy2012

    • Author(s)
      Ken Takiyama, Masato Okada
    • Journal Title

      PLoS Computational Biology

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: e1002348-e1002348

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1002348

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of Hidden Structures in Nonstationary Spike Trains2011

    • Author(s)
      Ken Takiyama, Masato Okada
    • Journal Title

      Neural Computation

      Volume: 23 Pages: 1-29

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Switching state space model for simultaneously estimating state transitions and nonstationary firing rates2011

    • Author(s)
      Ken Takiyama, Masato Okada
    • Journal Title

      Advances in Neural Information Processing Systems

      Volume: 23(to be published)

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inference in alpha rhythm phase and amplitude mode on Markov random to using belief nrooaeation from electroencenhalograms2010

    • Author(s)
      Yasushi Naruse, Ken Takiyama, Masato Okada, Tsutomu Murata
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 82(1)

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Recovery in Stroke Rehabilitation through the Rotation of Preferred Directions Induced by Bimanual Movements : A Computational Study2012

    • Author(s)
      Ken Takiyama and Masato Okada
    • Organizer
      Annual meeting of Society for Neurosciece (SfN2012)
    • Place of Presentation
      New Orleans, US
    • Year and Date
      2012-10-14
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Recovery in Stroke Rehabilitation through the Rotation of Preferred Directions Induced by Bimanual Movements : A Computational Study2012

    • Author(s)
      Ken Takiyama and Masato Okada
    • Organizer
      日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • Year and Date
      2012-09-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 両手運動により誘発される最適方位の回転は、脳卒中回復過程を促進する-計算論研究-2012

    • Author(s)
      瀧山健, 岡田真人
    • Organizer
      日本神経回路学会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学、名古屋市
    • Year and Date
      2012-09-14
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 両手運動により誘発される最適方位の回転は、脳卒中回復過程を促進する-計算論研究-2012

    • Author(s)
      瀧山健, 岡田真人
    • Organizer
      第6回Motor Control研究会
    • Place of Presentation
      生理学研究所、岡崎市
    • Year and Date
      2012-06-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経細胞の冗長性は学習速度を最大化する2012

    • Author(s)
      瀧山健、岡田真人
    • Organizer
      物理学会
    • Place of Presentation
      関西学院大学、西宮市
    • Year and Date
      2012-03-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 両手運動により誘発される一次運動野ニューロンの最適方位の回転は、脳卒中回復過程を促進する~計算論研究~2012

    • Author(s)
      瀧山健、岡田真人
    • Organizer
      ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      はこだて未来大学、函館市
    • Year and Date
      2012-01-26
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Maximization of learning speed in the motor cortex due to neuronal redundancy2012

    • Author(s)
      Ken Takiyama
    • Organizer
      Workshop for Young Neuroscientists in Japan-France Joint Symposium on Neural Dynamics and Plasticity
    • Place of Presentation
      京都大学、京都市
    • Year and Date
      2012-01-11
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Maximization of learning speed in the motor cortex due to neuronal redundancy2011

    • Author(s)
      Ken Takiyama, Masato Okada
    • Organizer
      日本神経回路学会
    • Place of Presentation
      沖縄科学技術大学院大学、国頭郡
    • Year and Date
      2011-12-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 非定常なスパイク列から隠れた構造と機能を読み取る2011

    • Author(s)
      瀧山健
    • Organizer
      非線形動力学セミナー
    • Place of Presentation
      京都大学,京都市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-05
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Maximization of learning speed in the motor cortex due to neuronal redundancy2011

    • Author(s)
      Ken Takiyama, Masato Okada
    • Organizer
      Annual meeting of Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      Washington, D.C., US
    • Year and Date
      2011-11-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Maximization of learning speed in the motor cortex due to neuronal redundancy2011

    • Author(s)
      Ken Takiyama, Masato Okada
    • Organizer
      日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      神戸国際コンベンションセンター、神戸市
    • Year and Date
      2011-07-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動学習への数理モデル的アプローチ-神経科学の理解から臨床応用を目指して-2011

    • Author(s)
      瀧山健
    • Organizer
      知能化医療システム研究会
    • Place of Presentation
      笠岡第一病院、笠岡市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-23
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経細胞の冗長性は運動学習の学習速度を最大化する2011

    • Author(s)
      瀧山健、岡田真人
    • Organizer
      第5回日本モーターコントロール研究会
    • Place of Presentation
      生理学研究所、岡崎市
    • Year and Date
      2011-06-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Maximization of learning speed in motor cortex due to neuron redundancy2011

    • Author(s)
      Ken Takiyama, Masato Okada
    • Organizer
      Japan.German Joint Workshop
    • Place of Presentation
      Okinawa, Japan, OIST
    • Year and Date
      2011-03-03
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Maximization of learning speed in motor cortex due to neuron redundancy2011

    • Author(s)
      Ken Takiyama, Masato Okada
    • Organizer
      Computational System Neuroscience 2011
    • Place of Presentation
      Salt Lake City, USA
    • Year and Date
      2011-02-15
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経細胞の冗長性は運動学習の速度を最大化する2011

    • Author(s)
      瀧山健, 岡田真人
    • Organizer
      ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2011-01-24
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Switching state space model for simultaneously estimating state transitions and nonstationary firinging rates2010

    • Author(s)
      Ken Takiyama, Masato Okada
    • Organizer
      Neural Information Processing Systems 2010
    • Place of Presentation
      Vancouver, B.C., Canada
    • Year and Date
      2010-10-08
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] スイッチング状態空間モデルによる神経状態遷移,神経状態数,非定常発火率の同時推定2010

    • Author(s)
      瀧山健, 岡田真人
    • Organizer
      Neuro 2010
    • Place of Presentation
      神戸コンベンショナルセンター
    • Year and Date
      2010-09-02
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://sites.google.com/site/takiyama1106/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://mns.k.u-tokyo.ac.jp/~takiyama/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://mns.k.u-tokyo.ac,jp/~takiyama/

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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