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「個性」を発見するマーカレス表現型記録・マイニングシステムの開発

計画研究

研究領域多様な「個性」を創発する脳システムの統合的理解
研究課題/領域番号 16H06534
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関九州工業大学

研究代表者

柴田 智広  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (40359873)

研究分担者 松本 惇平  富山大学, 学術研究部医学系, 助教 (00635287)
夏目 季代久  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (30231492)
桝屋 啓志  国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 室長 (40321814)
研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
68,380千円 (直接経費: 52,600千円、間接経費: 15,780千円)
2020年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
2019年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
2018年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
2017年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
2016年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
キーワード脳・神経 / 計測工学 / 機械学習 / 情報工学
研究成果の概要

マウスなどげっ歯類に対して、個体の歩容や他の身体部位に関する3次元情報や、超音波発声を含む複数個体情報の追跡、また社会行動などを、個性を発見するための表現型としてマーカレスで記録可能なシステムを開発した。霊長類についても開発を行い、特に自然環境中のマカクザルを対象に開発したシステムは世界初である。国内外の研究者に利用してもらい大規模なデータを収集する。この大規模データから「個性」の諸元をを発見するため、データの自己組織化(可視化)アルゴリズム、クラスタリングなどのデータマイニングアルゴリズムを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は新学術領域「個性」創発脳の計画研究で、異分野の研究者が密接に連携することにより、集団における「個性」成立の法則やその意義を明らかにすることが大目的で、ヒトだけを対象にした従来の研究では扱うことが難しかった問題に関してもアプローチしました。本研究では、マウス、ラット、そしてマカクザルに関するマーカレス表現型記録システムを開発し、前者についてマウスやマカクザルのものについては世界に公開しました。また、データ分析手法も開発しました。今後、我々のツールが活用され、領域のデータシェアリングプラットフォームに多様なデータが蓄積され、解析され、「個性」研究が大きく進捗することが期待されます。

報告書

(6件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 23件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Omsk State Technical University(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Ateneo de Manila University(フィリピン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Establishment and application of information resource of mutant mice in RIKEN BioResource Research Center2021

    • 著者名/発表者名
      Masuya Hiroshi、Usuda Daiki、Nakata Hatsumi、Yuhara Naomi、Kurihara Keiko、Namiki Yuri、Iwase Shigeru、Takada Toyoyuki、Tanaka Nobuhiko、Suzuki Kenta、Yamagata Yuki、Kobayashi Norio、Yoshiki Atsushi、Kushida Tatsuya
    • 雑誌名

      Laboratory Animal Research

      巻: 37 号: 1 ページ: 6-6

    • DOI

      10.1186/s42826-020-00068-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diurnal rhythm regulates the frequency of carbachol-induced beta oscillation via inhibitory neural system in rat hippocampus2021

    • 著者名/発表者名
      Shigemoto, M., Nakatsuka, H., Ohtubo, Y., Natsume, K.
    • 雑誌名

      Cognitive Neurodynamics

      巻: - 号: 3 ページ: 507-518

    • DOI

      10.1007/s11571-021-09736-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Gait Inducing Assist for Patients with Parkinson’s Disease on Double Support Phase During Gait2020

    • 著者名/発表者名
      Ai Higuchi, Junichiro Shiraishi, Yuichi Kurita, and Tomohiro Shibata
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 32 号: 4 ページ: 798-811

    • DOI

      10.20965/jrm.2020.p0798

    • NAID

      130007888806

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2020-08-20
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Exploration of Blue PPG Signal Using a Novel Color Sensorbased PPG System2020

    • 著者名/発表者名
      Shchelkanova E, Shchelkanov A, Shchapova L,Shibata T
    • 雑誌名

      2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society

      巻: - ページ: 4414-4420

    • DOI

      10.1109/embc44109.2020.9175745

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extraction of Nonlinear Synergies for Proportional and Simultaneous Estimation of Finger Kinematics2020

    • 著者名/発表者名
      Dviwedi, S.K., Ngeo, J.G., and Shibata, T.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Engineering

      巻: - 号: 9 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tbme.2020.2967154

    • NAID

      120006841304

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An atlas of evidence-based phenotypic associations across the mouse phenome2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka,N., Masuya, H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41598-020-60891-w

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Primate Markerless Pose Estimation and Movement Analysis Using DeepLabCut2019

    • 著者名/発表者名
      Labuguen,R., Bardeloza, D,K., Blanco,N,S., Matsumoto,J., and Shibata,T.
    • 雑誌名

      IEEE Explore

      巻: - ページ: 297-300

    • DOI

      10.1109/iciev.2019.8858533

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of genetic elements in metabolism by high-throughput mouse phenotyping2018

    • 著者名/発表者名
      Rozman J. et al.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 9 号: 1 ページ: 288-288

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01995-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The change of picrotoxin-induced epileptiform discharges to the beta oscillation by carbachol in rat hippocampal slices2017

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto A, Sawada T, Natsume K.
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 14 号: 0 ページ: 137-146

    • DOI

      10.2142/biophysico.14.0_137

    • NAID

      130006068133

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Behavior and Emotional Modification at Latent Period of Rat Epilepsy Model2021

    • 著者名/発表者名
      Arai, H., Blanco, N.S., Labuguen,R., Shibata, T., Natsume, K
    • 学会等名
      60th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MacaquePose: A Novel “In the Wild” Macaque Monkey Pose Dataset for Markerless Motion Capture2021

    • 著者名/発表者名
      Labuguen,R., Matsumoto, J., Blanco, N.S., Nishimaru, H., Nishijo, H., Takada,M., Go,Y., Inoue, K., Shibata, T.
    • 学会等名
      CV4Animals: Computer Vision for Animal Behavior Tracking and Modeling
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple Monkey Pose Estimation Using OpenPose2021

    • 著者名/発表者名
      Blanco, N.S., Labuguen,R., Matsumoto, J., Go,Y., Inoue, K.,Shibata, T
    • 学会等名
      International workshop (VAIB) in an international conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MacaquePose: a novel dataset for deep learning based for marker-less motion capture of macaque monkeys.2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, J.
    • 学会等名
      First International Workshop on Research Methods in Animal Emotion Analysis
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] USVCAM: a novel sound source localization system for rodent ultrasonic vocalizations.2021

    • 著者名/発表者名
      Kanno,K., Matsumoto, J., Kato, M., Shibata, T.
    • 学会等名
      The 80th Fujiwara Seminar「Molecular and cellular mechanisms of brain systems generating individuality」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The carbachol-induced beta oscillation causes the decrease in frequency by disinhibition at the midnight phase2021

    • 著者名/発表者名
      Shigemoto, M., Ohtubo, Y., Natsume, K.
    • 学会等名
      Neuro2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spontaneous activity of rat hippocampal slices during latent period in kainate model rat for epilepsy2021

    • 著者名/発表者名
      Arai, H., Natsume, K.
    • 学会等名
      Neuro2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The relationships between disinhibition-induced epileptic discharges and high frequency oscillations in rat hippocampal slices2021

    • 著者名/発表者名
      Sawada, T., Maeda, R., Natsume, K
    • 学会等名
      Neuro2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The relationship between generation of Carbachol induced β oscillation and high frequency oscillation in rat hippocampal slices2021

    • 著者名/発表者名
      Maeda, R.,Sawada, T., Natsume, K
    • 学会等名
      Neuro2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural network based time zone classification allows circadian rhythm analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Shigemoto, M., Natsume, K
    • 学会等名
      2021 60th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan, SICE 202
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Evaluation of Markerless 3D Skeleton Pose Estimates with Pop Dance Motion Sequence2020

    • 著者名/発表者名
      Labuguen,R.,Blanco, N.S.,Kogami, T.,Ingco, W,E,M., Shibata, T
    • 学会等名
      2020 Joint 9th International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV) and 2020 4th International Conference on Imaging, Vision & Pattern Recognition (icIVPR)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Exploration of Blue PPG Signal Using a Novel Color Sensorbased PPG System2020

    • 著者名/発表者名
      Shchelkanova, E., Shchelkanov, A., Shchapova, L., Shibata, T
    • 学会等名
      42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and applications of 3D markerless motion capture systems for analyzing monkey behavior2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto,J., Nishijo,H., Mimura,K., Inoue,K., Go,Y. and Shibata,T.
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム 第20回冬のワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経科学における動物用マーカーレスモーションキャプチャーの活用2020

    • 著者名/発表者名
      松本 惇平、西条 寿夫、三村 喬生、井上 謙一、郷 康広、柴田 智広
    • 学会等名
      PS19 日本解剖学会連携シンポジウム「データ駆動型知能を用いた神経科学の現状と展望」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラット海馬スライスへのカルバコール投与により誘導 される脳波様振動の概日調節機構2020

    • 著者名/発表者名
      重本昌也、夏目季代久
    • 学会等名
      2019年度新学術領域研究学術研究支援基盤形 成【先端モデル動物支援プラットフォーム】成果発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development and application of 3D markerless motion capture system for analyzing social and emotional behavior in animals2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto,J.,Mimura,K., Shibata,T., Inoue,K., Go,Y. and Nishijo,H.
    • 学会等名
      Toyama Forum for Academic Summit on“Dynamic Brain”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 情報と一体化した高付加価値リソース創出に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      桝屋啓志
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会 ナショナルバイオリソースプロジェクト公開シンポジウム-NBRPが支える生命科学研究最前線-
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多視点RGB-D映像を用いたマウスの社会行動動作推定アルゴリズムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      松本惇平、三村喬生、柴田智広、西丸広史、高村雄策、小野武年、西条寿夫
    • 学会等名
      「次世代脳冬のシンポジウム」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Constant dark condition suppresses the diurnal modulation of carbachol-induced oscillations in rat hippocampal slices2019

    • 著者名/発表者名
      Shigemoto,M and Natsume,K.
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Diurnal rhythm modulates the frequency of carbachol-induced beta oscillations in rat hippocampal slices2019

    • 著者名/発表者名
      Shigemoto,M and Natsume,K.
    • 学会等名
      SFN2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 明暗条件と恒常暗条件で観測される、ラット海馬スラ イスにおけるカルバコール誘導脳波様振動の日内調節2019

    • 著者名/発表者名
      重本昌也、夏目季代久
    • 学会等名
      「次世代脳冬のシンポジ ウム」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Gait Evaluation on Parkinson’s Disease Patients Using Spontaneous Stimulus Induced by UPS-PD2019

    • 著者名/発表者名
      Higuchi, A., Shiraishi, J., Kurita, Y., Shchelkanova, E., Ikeda, Y., Shibata, T.
    • 学会等名
      2019 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mouse Anatomical Cardinal Planes and Axes Towards Augmentation for Behavior Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Blanco Negrete, S., Joshi, R.P., Labuguen, R., Matsumoto, J., Shibata, T.
    • 学会等名
      2018 Joint 7th International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV) and 2018 2nd International Conference on Imaging, Vision & Pattern Recognition (icIVPR)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パーキンソン病患者の歩行に対するUPS-PDの影響2018

    • 著者名/発表者名
      樋口藍, 栗田雄一, 白石純一郎, Shchelkanova, E., 池田洋介, 柴田智広
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analyzing the Behavior of Rats by Learning the Individuality on their Motions2018

    • 著者名/発表者名
      Labuguen, R., Dwivedi Kumar, S., Matsumoto, J., Shibata, T.
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Clothing Extremity Identification Using Convolutional Neural Network Regressor2018

    • 著者名/発表者名
      Ngo, G., Gaurav, V., and Shibata, T.
    • 学会等名
      2018 Joint 7th International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV) and 2018 2nd International Conference on Imaging, Vision & Pattern Recognition (icIVPR)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monkey Features Location Identification Using Convolutional Neural Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Labuguen, R., Gaurav, V., Blanco Negrete, S., Matsumoto, J., Inoue, K., Shiata, T.
    • 学会等名
      The 28th Annual Conference of the Japanese Neural Network Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The muscarinic acetylcholine receptor subtype involved in the suppression of the epileptic discharges with the carbachol-induced beta oscillation in rat hippocampal slices2017

    • 著者名/発表者名
      Sawada, T., Natume, K.
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The hippocampal beta rhythm and the computational model of it2017

    • 著者名/発表者名
      Kageyama I., Natsume K.
    • 学会等名
      NOLTA2017 Special Sessions
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Missing value estimation of sEMG signals using BGPLVM toward control of a multi-fingered prosthetic hand2017

    • 著者名/発表者名
      Dwivedi Kumar, S., Koganti, N., Shibata T.
    • 学会等名
      第27回日本神経回路学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A Novel Practical Approach to Prosthetic Control of Continuous Multi-Fingered Kinematics with a Low-Cost Wearable sEMG Device2017

    • 著者名/発表者名
      Shibata T., Shibata T.
    • 学会等名
      39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Automatic OWAS Classification of the Working Postures of a Caregiver2017

    • 著者名/発表者名
      Omure, Y., Izumi, H., Shibata, T.
    • 学会等名
      39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RDF-based integration of phenotype data of experimental animals in Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Masuya, H.
    • 学会等名
      NIX-odML Global Workshop & Hackathon 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 表現型データ統合データベースJ-Phenomeにおける計測メタデータの整理統合2017

    • 著者名/発表者名
      桝屋啓志
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 情報通信技術や知能ロボット技術を活用したスマートライフケア社会の創造を目指して2017

    • 著者名/発表者名
      柴田智広
    • 学会等名
      電子情報通信学学会スマートインフォメディアシステム研究会6月研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 足圧中心追跡課題時のNIRSを用いた前頭前皮質活動の機能的解析2017

    • 著者名/発表者名
      柴田智広、堀 和貴、楠根 穣
    • 学会等名
      ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 人工知能学大辞典2017

    • 著者名/発表者名
      松原仁、他
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320124202
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] H28年度採択新学術領域研究「個性」創発脳 業績

    • URL

      http://www.koseisouhatsu.jp/achievement/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 柴田研究室「研究紹介」

    • URL

      https://www.brain.kyutech.ac.jp/~tom/ja/research/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 柴田研究室外部発表情報

    • URL

      http://www.brain.kyutech.ac.jp/~tom/ja/publication/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-07-04   更新日: 2023-01-30  

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