Exploring human EEG individuality through general-purpose dynamical systems theory focusing on oscillation and scale-invariance

• Project/Area Number: 25K03197
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 61040:Soft computing-related
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 末谷 大道 大分大学, 理工学部, 教授 (40507167)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高見 利也 大分大学, 理工学部, 教授 (10270472) ; 横山 寛 岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 助教 (10829823) ; 北城 圭一 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 教授 (70302601)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
• Keywords: 適応ネットワーク力学系 / 神経臨界性 / EEGデータ / Perron-Frobenius作用素 / 生成モデリング

Outline of Research at the Start

人には指紋や虹彩、歩き方に個性があるように、脳波にもその人固有の特徴が表れます。本研究では、脳神経活動に見られるリズム（振動性）と、時間の長さに依存せず似た形が繰り返される自己相似的な揺らぎ（スケール不変性）の双方が共存する非線形ダイナミクスの特性に注目します。データ駆動的な方法でこれらの特徴を同時に再現する数理モデルを新たに開発し、多数の脳波データを解析することで、個人特性がどのように脳の動的な性質に現れるかを探求します。そして、神経活動パターンの違いが精神神経疾患とどのように関連しているかを明らかにし、個別化診断や治療法の基盤づくりに貢献することを目指します。