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Estimation of informatically organized brain network using electroencephalogram coherence

Publicly Offered Research

Project AreaNon-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature
Project/Area Number 16H01618
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionFuture University-Hakodate

Principal Investigator

佐藤 直行  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (70312668)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords脳神経科学 / 非侵襲的脳活動計測 / 情報システム / ニューラルネットワーク / 脳・神経 / 神経科学 / 認知科学 / 数理工学 / 脳神経疾患 / 生体生命情報学 / 情報工学
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、脳波コヒーレンスのデータ(数十チャンネル)を、課題遂行に仮定される情報ネットワーク(数百~数千ノード、疎グラフ)と対応づけることで、脳波関連の機能情報ネットワークの推定手法を提案することである。平成29年度は、まず、平成28年度に引き続き、4脳領野×8,000ヶのスパイキングニューロンを用いた神経回路シミュレーションを行い、多脳部位ネットワークにおいても局所的な活動構造と脳部位間の脳波コヒーレンスの間に相関関係があることを確認した。次に、同手法が実脳波データに適用可能であることを示す目的で、計画班A03班との共同研究として皮質脳波データの解析を行った。実施計画にはなかったが、100チャンネル以上の脳波データに対して実用的な時間で解を得るために、提案手法の算法を検討し、提案手法をより簡易に計算できる重回帰分析の変法として再定式化した。予備的な解析結果によれば、脳波パワの解析結果と比べて脳波コヒーレンス解析を用いればより安定的に情報回路を推定できること、20Hz以下の低い周波数成分の脳波と40Hz以上の高い周波数成分の脳波では、得られる情報回路に質的な違いがあること、が示されつつある。今後は提案手法で得られた情報回路の生理学的妥当性を精査する必要があるが、平成28、29年度の研究により、脳波関連の機能情報ネットワークの推定手法を提案し、その手法が実用的な脳波解析手法となりうることを実脳波データを用いて示した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Words-in-sequence memory formed by eye movement sequences during reading: A network model based on theta phase coding2017

    • Author(s)
      Naoyuki Sato
    • Journal Title

      Neural Processing Letters

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] A theoretical study of subpopulation network structure and electroencephalogram coherence coupling2017

    • Author(s)
      Naoyuki Sato
    • Organizer
      Annual meeting of Society for Neuroscience 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Memory of reading literature in a hippocampal network model based on theta phase coding2016

    • Author(s)
      Naoyuki Sato
    • Organizer
      The 23rd International Conference on Neural Information Processing (ICONIP 2016)
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-10-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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