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Estimation of cognitive function and mental state through monitoring of daily life behaviors

Research Project

Project/Area Number 19K20311
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionUniversity of Toyama (2023)
Institute of Physical and Chemical Research (2019-2022)

Principal Investigator

Ikeda Shigeyuki  富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (30754353)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords安静時脳活動 / 個人差 / 人間関係 / 推定 / 予測 / 認知機能 / 精神状態 / ウェアラブルデバイス / 日常生活 / モニタリング
Outline of Research at the Start

本研究では、日常生活における人間の行動を歩行、安静、認知作業の三つに分類し、装着や取扱に専門知識の不要な簡易ウェアラブル装置で計測した行動データから人間の生理機能の変化を推定できるか検証する。行動データから生理機能の変化を推定するため、機械学習を用いて推定モデルを構築し、推定モデルの精度を検証する。日常生活における行動から自分の生理機能の変化を推定することが可能となれば、日常生活の中で認知機能の低下や精神的不調の予防・早期発見が実現できるようになると考えられる。

Outline of Final Research Achievements

This study focused on brain activity measured during rest, commonly known as resting-state brain activity. It developed a method to gauge behavioral individual differences (e.g., cognitive function) from resting-state brain activity, and confirmed its effectiveness. Furthermore, considering the practical application of resting-state brain activity, this study developed techniques to assess human relationships and to evaluate effect of meditation on cognitive function and mental state using resting-state brain activity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、安静時脳活動に着目し、安静時脳活動からヒトの認知機能などの個人特性を推定する方法を開発した。本手法で得られた脳活動特徴量は従来型の特徴量よりも優れた推定精度を示した。本手法の脳活動特徴量と従来型の特徴量との違いを調査することで、脳活動中にヒトの個人特性がどのように表現されているのか、その神経機序の一端を明らかにできる可能性がある。また、安静時脳活動を用いた人間関係の評価法によって、人間関係に起因する社会問題を解決できる可能性がある。さらに、安静時脳活動を用いて瞑想の効果を検証することで、瞑想の効果をより高める方法を開発できる可能性がある。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022 2021 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Predicting conversational satisfaction of face-to-face conversation through interpersonal similarity in resting-state functional connectivity2024

    • Author(s)
      Ikeda Shigeyuki、Jeong Hyeonjeong、Sasaki Yukako、Sakaki Kohei、Yamazaki Shohei、Nozawa Takayuki、Kawashima Ryuta
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-024-56718-7

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Predicting behavior through dynamic modes in resting-state fMRI data2022

    • Author(s)
      S. Ikeda, K. Kawano, S. Watanabe, O. Yamashita, and Y. Kawahara
    • Journal Title

      NeuroImage

      Volume: 247 Pages: 118801-118801

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2021.118801

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 安静時脳活動からの個人差の推定2023

    • Author(s)
      池田純起
    • Organizer
      第24回通信行動工学研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 機械学習を用いた安静時脳活動に表象される情報の解読2022

    • Author(s)
      池田純起
    • Organizer
      第 20 回通信行動工学研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Human behavior can be predicted from resting-state brain dynamic modes2021

    • Author(s)
      Ikeda Shigeyuki、Kawano Koki、Watanabe Soichi、Yamashita Okito、Kawahara Yoshinobu
    • Organizer
      第 44 回日本神経科学大会/第 1 回 CJK 国際会議
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Resting-state brain dynamic modes predict behavioral traits2021

    • Author(s)
      Ikeda S, Kawano K, Watanabe S, Yamashita O, Kawahara Y
    • Organizer
      The 27th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping (OHBM 2021)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Inter-subject correlation of resting-state functional connectivity underlies successful conversation2019

    • Author(s)
      Ikeda S, Jeong H, Sasaki Y, Sakaki K, Yamazaki S, Nozawa T, Kawashima R
    • Organizer
      第3回ヒト脳イメージング研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Changes in resting-state functional connectivity induced by one-session mindfulness meditation2019

    • Author(s)
      Hoshino Y, Yamaya N, Ikeda S, Hamamoto Y, Kobayashi A, Kawashima R
    • Organizer
      Society for Neuroscience
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Temporal changes in the state effect of meditation on executive function2019

    • Author(s)
      Yamaya N, Ikeda S, Hoshino Y, Takeuchi H, Kawashima R
    • Organizer
      Society for Neuroscience
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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