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2023 Fiscal Year Annual Research Report

ヒト脳の予測機構とその変容の理解

Planned Research

Project AreaExtension and validation of unified theories of prediction and action
Project/Area Number 23H04979
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

高橋 英彦  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (60415429)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2028-03-31
Keywords精神疾患 / 予測
Outline of Annual Research Achievements

不明瞭な視覚刺激を入力した場合は、feedforwardでトップダウンの予測ができないディープニューラルネットワーク(DNN)では、明瞭な画像に補完することは困難であるが、不明瞭な視覚刺激を見ている最中の脳活動ではトップダウン信号により情報が補完されるため、明瞭な画像を脳活動から再構成が可能である。そこで、画像を見ている際の3T fMRIによる人間の脳活動から特徴量を抽出するデコーダーを作成し、画像認識のDNNの特徴量と比較した。この差を検討することにより、不明瞭な視覚刺激がどの程度トップダウン信号で補完されるか、つまり、間接的に予測信号の寄与を検討することが可能になった。この手法を健常者および統合失調症患者に応用した。、まだ、予備的な結果ではあるが、健常者と比べて、統合失調症では初期の視覚野の段階で代償的な補完が健常者より更新していることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予備的な結果を説明するモデルをいくつか想定し、シミュレーションを行うのに時間がかかっており、論文化には至っていないが、おおむね順調と考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今後、シミュレーションを完了させ、論文作成に取り掛かり、統合失調症の視覚処理の予測機構の異常を論文としてまとめる。

  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] バッファロー大学/Mt Sinai医科大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      バッファロー大学/Mt Sinai医科大学
  • [Int'l Joint Research] 台北医科大学(その他の国・地域 (台湾))

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      台北医科大学
  • [Journal Article] Association of homocysteine with white matter dysconnectivity in schizophrenia2024

    • Author(s)
      Tabata Koichi、Son Shuraku、Miyata Jun、Toriumi Kazuya、Miyashita Mitsuhiro、Suzuki Kazuhiro、Itokawa Masanari、Takahashi Hidehiko、Murai Toshiya、Arai Makoto
    • Journal Title

      Schizophrenia

      Volume: 10 Pages: 39

    • DOI

      10.1038/s41537-024-00458-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Associations of conservatism and jumping to conclusions biases with aberrant salience and default mode network2024

    • Author(s)
      Miyata Jun、Sasamoto Akihiko、Ezaki Takahiro、Isobe Masanori、Kochiyama Takanori、Masuda Naoki、Mori Yasuo、Sakai Yuki、Sawamoto Nobukatsu、Tei Shisei、Ubukata Shiho、Aso Toshihiko、Murai Toshiya、Takahashi Hidehiko
    • Journal Title

      Psychiatry and Clinical Neurosciences

      Volume: 78 Pages: 322~331

    • DOI

      10.1111/pcn.13652

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hippocampal volume mediates the relationship of parental rejection in childhood with social cognition in healthy adults2023

    • Author(s)
      Kawamoto Marino、Takagishi Haruto、Ishihara Toru、Takagi Shunsuke、Kanai Ryota、Sugihara Genichi、Takahashi Hidehiko、Matsuda Tetsuya
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 19167

    • DOI

      10.1038/s41598-023-46512-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Increased glutamate and glutamine levels and their relationship to astrocytes and dopaminergic transmissions in the brains of adults with autism2023

    • Author(s)
      Oya Mi、Matsuoka K、Kubota M、Fujino 、Tei Si、Takahata K、Tagai K、Yamamoto Y、Shimada H、Seki C、Itahashi T、Aoki Yuta Y.、Ohta Haruhisa、Hashimoto Ryu-ichiro、Sugihara Genichi、Obata Takayuki、Zhang Ming-Rong、Suhara Tetsuya、Nakamura Motoaki、Kato Nobumasa、Takado Yuhei、Takahashi Hidehiko、Higuchi Makoto
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 11655

    • DOI

      10.1038/s41598-023-38306-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Hypothesis testing and data-driven psychiatric research using artificial intelligence2023

    • Author(s)
      Hidehiko Takahashi
    • Organizer
      UK-Japan Neuroscience Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 人工知能を用いた仮説検証型とデータ駆動型の精神医学研究2023

    • Author(s)
      高橋英彦
    • Organizer
      日本学術会議公開シンポジウム「こころの病」の脳科学
    • Invited
  • [Presentation] Development of imaging biomarkers of addiction2023

    • Author(s)
      Hidehiko Takahashi
    • Organizer
      Taiwan Society of Addiction Medicine
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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