2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24560498
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
長篠 博文 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (40035655)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芥川 正武 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (90294727)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 国際研究者交流 / アメリカ合衆国 / システム工学 / 脳波 / 聴覚 / 耳鳴り / 数理モデル / 可塑性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，脳活動システムの状態推定や脳活動状態の変化の数理モデルによる表現を目指して，脳波計測システム及び脳活動システムの可塑的数理モデルの構築を目的としている。具体的には，脳波計測による脳活動状態の推定では聴覚系における周期的刺激の想起，二つの周期の協調タッピングの学習を対象とし，脳活動状態変化の数理モデル化については二つの周期の協調タッピングの学習，耳鳴り音響療法治療過程を対象として研究を進め，次の成果を得た。
１．脳活動推定システムの性能を向上させるため，昨年度までに経験的モード分解を用いたHilbert Huang変換の手法を開発した。今年度は二つの周期の協調タッピングにおける脳部位間同期度の評価，脳波の周波数解析にこの手法を適用し，この手法の有効性を確認した。
２．周期的聴覚刺激（クリック音）の学習とその想起に関する脳波の解析を行い，一定の識別特性を得た。
３．二つの周期の協調タッピング発生神経回路の数理的モデルを作成するとともに，協調タッピングの学習システムを多層パーセプトロンニューラルネットワークを用いて構築し，実験結果をある程度再現できた。
４．耳鳴りの音響療法による治療の過程における脳聴覚系神経活動の変化を再現する数理モデルとして昨年度までのモデルを発展させて今年度は聴覚系におけるトノトピー構造を基本的に組み込んだ構造のモデルに拡張した。また，今年度は実際の時間スケールに近いシミュレーションでも音響療法の治療効果を再現することができた。神経細胞のモデルとしては，Integrate-and-Fire ニューロンモデルを，可塑性はホメオスタシス可塑性を用いた。耳鳴り音響療法の主要な２つの治療法であるマスカー療法とTRT (Tinnitus Retraining Therapy) のそれぞれに対応する概念的なシミュレーションを行い，良好な結果を得た。
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