A novel approach to EEG focusing on non-sinusoidal properties of neural oscillations
| Project/Area Number |
19K16891
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
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| Research Institution | The University of Tokyo (2021)
Osaka University (2019-2020) |
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Principal Investigator |
Ohki Takefumi 東京大学, ニューロインテリジェンス国際研究機構, 特任研究員 (70807875)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 非正弦性 / phase-amplitude coupling / ニューラル オシレーション / 最適輸送理論 / パーキンソン病 / ニューラル・オシレーション / Sharp-waves ripples / MEG / ECoG / Phase Amplitude Coupling / リップル / スピンドル / スローオシレーション / 機械学習 / 非正弦（左右非対称性） |
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| Outline of Research at the Start |
脳の電気生理学的な活動を反映する脳波は、脳・神経科学において中心的な指標の１つである。その中でも、脳波に含まれる律動成分「ニューラル・オシレーション」は脳状態や機能性を反映する重要な特性の1つである。本研究では新たな研究方向性として、ニューラル・オシレーションの「非正弦性（左右非対称性）」に着目する。本来、ニューラル・オシレーションは非正弦性を強く有しているが、正弦フィルタリング処理による情報損失が課題であった。これを克服する為に、本研究では「機械学習」を用いた新たなフィルタリング手法を開発する。これによって情報損失を回避し、ニューラル・オシレーションの非正弦性の機能的意義を解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, I focused on the non-sinusoidal nature of neural oscillation and examined the effects on the brain data analysis results and its functional significance. The most significant results of this study are the followings: first, the clarification of the influence of non-sinusoidality on the brain data quantification. Second, a novel quantification method (Wasserstein Modulation Index) was developed. Third, I clarified the relationship between non-sinusoidality and brain pathology.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ニューラルオシレーションの「非正弦性」という脳が作り出す波の「いびつな形状」に着目することで、脳の新たな特徴を明らかにしました。例えば、非正弦性に着目することによって、思春期の脳特徴や脳病態との新たな関りが明らかになりました。また、この非正弦性からより詳細な特徴を抽出する新しい方法も独自に開発しました。これらの成果により、これまで明らかになっていなかった脳の特性が明らかになることが期待されます。
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Report
(4 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Timing of phase-amplitude coupling is essential for neuronal and functional maturation of audiovisual integration in adolescents.2020
Author(s)
Ohki T, Matsuda T, Gunji A, Takei Y, Sakuma R, Kaneko Y, Inagaki M, Hanakawa T, Ueda K, Fukuda M, Hiraki K
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Journal Title
Brain Behav.
Volume: 27
Issue: 6
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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