2017 Fiscal Year Research-status Report
バイオイメージングデータの時空間解析のための情報処理技術の関発
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15K00403
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
瀬尾 茂人 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (30432462)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | バイオイメージインフォマティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、機器制御の自動化やイメージング技術の発展などの要因により、培養細胞や生体環境のライブイメージングが可能となっている。一方で、様々な実験条件下で高並列かつ長時間に渡って撮影された大量の動画からは、人力によっては定量的・客観的な解析が困難であるという問題もある。本研究では、様々な条件下で経時観察されたバイオイメージングデータを入力とし、細胞の自動追跡というニーズが発生した際に、それに潜在的に付随する一連の時空間解析までをフレームワークとして提案する。このフレームワークは「細胞の位置の追跡と状態推定によるデータの構造化の方法」と「構造化されたデータの時空間解析の方法」からなるもので、細胞動態の時空間的な差異を可視化し、定量的に比較して有意差の検定を行い、また差異の要因を推定するための方法論を提供する。
本年度には主に次の3つの基盤技術についての研究開発を行った。１つは深層学習を用いた細胞の自動認識手法の発展である。これは一昨年からの方法を発展させたもので、シミュレーションで生成した疑似的な細胞画像を学習に用いることでデータ数の不足を補い、少ない学習データからの認識精度の改善を達成した。もう１つは粒子フィルタを細胞追跡に応用する方法であり、3次元空間での細胞の移動をリアルタイムで追跡可能である。もう1つは複数種類の細胞の分布の変化を定量的に評価する方法である。この方法を破骨細胞と骨芽細胞の形成するパターンの違いから、薬剤投与下における骨代謝のバランスの変化を定量的に評価することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね順調に推移しているが2年目の年度の遅れを取り戻すほどには進捗することができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
1年の期間延長が承認されたため，最終年度には成果のとりまとめと発表を行う．
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| Causes of Carryover |
研究の進捗がやや遅れており，成果の取りまとめと発表のための予算を次年度に使用する．
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