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高時間分解能の複数電流双極子推定による感覚情報弁別処理の脳内神経機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 13671452
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 脳神経外科学
研究機関東京都立保健科学大学

研究代表者

菊池 吉晃  東京都立保健科学大学, 保健科学部, 教授 (50134739)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2002年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2001年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード脳磁界 / 複数電流双極子 / 海馬 / P3 / ワーキングメモリー / 弁別処理機構
研究概要

全頭型脳磁界計測システムは無侵襲で脳内神経活動をきわめて高い時間分解能で計測できる。同システムの時間分解能はmsecオーダーであり、他の無侵襲脳機能計測法であるfMRI, PET, NIRSを凌駕するという点できわめて有効である。本研究では、64チャンネルの全頭型脳磁界計測システムから出力される脳磁界信号に基づいて、高時間分解能でマルチダイポール推定をするための解析系を構成し、聴覚関連情報の弁別に伴う脳内活動について検討した。
推定位置をMRI画像上へ重畳するための支援ソフト、MRI画像の処理ソフト、その他一連の脳磁界処理に必要なツールを作成した。また、同時多発的な脳内発生源に対応するマルチダイポール推定を行う際の推定基準について検討した結果、以下がその基準として妥当であることが確認された。(1)等磁界線図における複数の極大領域と極小領域から、対を選択する基準として、片半球に存在する対を優先するとともに最近接するものを対の最優先候補として採用する。(2)推定誤差の基準として、2,3,4ダイポールの場合、それぞれ上限を20%,15%,10%程度とする。(3)推定ダイポールの時空間的安定性・連続性に基づき推定を行うことを原則とする。
このアルゴリズムに基づき、感覚情報の弁別に伴う脳内活動についてodd-ball課題を用いて検討した結果、(1)感覚情報固有の処理に関与する聴覚野や視覚野などの活動、(2)前頭前野、帯状回など、注意の制御に関与するネットワークの活動、(3)背外側前頭前野、海馬、頭頂連合野、側頭連合野など、記憶に関与するネットワークの活動が、初期ではほぼこの時間軸に沿って、後期ではこれらの活動が並行することが確認された。これらの実験結果から、感覚情報の弁別処理においては、感覚情報固有の一時領野の早期活動に加えて、海馬と双方向性に神経連絡のある広汎な大脳皮質連合野、そして前頭前野排外側部の並行的活動があり、大脳皮質全体のワーキングメモリーシステムのネットワークが関与することが示唆された。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] Tsukimoto, H., Kakimoto, M., Morita, C., Kikuchi, Y., et al.: "Rule discovery from fMRI brain images by logical regression analysis"Progress in Discovery Science, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York. 232-245 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 畠山英子, 石川宣子, 菊池吉晃, 他: "生命科学を基礎とする感性と食環境ならびに音・音楽環境の相関に関する研究"東北福祉大学感性福祉研究所研究報告書. 62-65 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大渕 新, 乳井嘉之, 篠原広行, 菊池吉晃: "MRI2次元フーリエ変換法における位相エンコード数と再構成像の関係"第8回東京保健科学学会学術集会抄録集. 34 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大渕 新, 乳井嘉之, 篠原広行, 菊池吉晃: "MRIスピンエコー法の計算機シミュレーション"第8回東京保健科学学会学術集会抄録集. 35 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 栃木捷一郎, 渡邉 修, 木下正信, 菊池吉晃, 笠井久隆, 米本恭三: "片側性大脳半球血管障害例における定量的脳幹誘発電筋電図所見"第40回日本リハビリテーション医学会学術集会. (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuchi, Y., Tanaka, M., Nishimura, C., Yoshizawa, S.: "Sensory discrimination mechanism by multi-dipole estimation with high temporal resolution"The transaction of IEEJ (The Institute of Electrical Engineers of Japan). IM-01-55. 5-9 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuchi, Y., Yonemoto, K.: "Temporal structure of the brain activities related to left-right hand discrimination"Japanese Journal of rehabilitation medicine. 38: supplement. S234 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsukimoto, H., Kakimoto, M., Morita, C., Kikuchi, Y.: "Nonparametric regression analysis of functional brain images"Journal of the Japan Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. 12. 2623-2633 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morita, C., Tsukimoto, H., Kakimoto, M., Kikuchi, Y.: "Knowledge discovery from functional brain images by logical regression analysis"Transactions of the Japanese Society for Artificial Intelligence. 16. 212-219 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsukimoto, H., Kakimoto, M., Morita, C., Kikuchi, Y.: "Intelligent analysis of fMRI images by logical regression analysis"The transaction of IEEJ (The Institute of Electrical Engineers of Japan). IM-01-58. 21-26 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, M., Kikuchi, Y., Sato, T., Mori, T.: "Basic Investigation on brain activity by using f-MRI"The transaction of IEEJ (The Institute of Electrical Engineers of Japan). IM-01-59. 27-30 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hatakeyama, E., Miyazaki, Y., Kikuchi, Y., Ishikawa, N., Yamaguchi, M.: "A study of the influence of food and music (sound) on the sense of wellbeing based on a Life Science perspective"Report of Kansei Fukushi Research Center. 2. 127-133 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishimura, C., Kumagai, T., Kikuchi, Y., Endo, H., J. Nenonen, R. J. Iimoniemi and T. Katila, eds.: "Neuromagnetic fields elicited by multimodal inputs, in Vision of Biomag 2000"Helsinki Univ. of Technology. 141-215 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsukimoto, H., Kakimoto, M., Morita, C., Kikuchi, Y., Hatakeyama, E. and Miyazaki, Y.: "Rule discovery from fMRI brain images by logical regression analysis, in Progress in Discovery Science"Springer-Verlag. 232-245 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsukimoto, H., Kakimoto, M., Morita, C., Kikuchi, Y., et al.: "Rule discovery from fMRI brain images by logical regression analysis"Progress in Discovery Science, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York. 232-245 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 畠山英子, 石川宣子, 菊池吉晃, 他: "生命科学を基礎とする感性と食環境ならびに音・音楽環境の相関に関する研究"東北福祉大学感性福祉研究所研究報告書. 62-65 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大渕 新, 乳井嘉之, 篠原広行, 菊池吉晃: "MRI2次元フーリエ変換法における位相エンコード数と再構成像の関係"第8回東京保健科学学会学術集会抄録集. 34 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大渕 新, 乳井嘉之, 篠原広行, 菊池吉晃: "MRIスピンエコー法の計算機シミュレーション"第8回東京保健科学学会学術集会抄録集. 35 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 栃木捷一郎, 渡邊 修, 木下正信, 菊池吉晃, 笠井久隆, 米本恭三: "片側性大脳半球血管障害例における定量的脳幹誘発電筋電図所見"第40回日本リハビリテーション医学会学術集会. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 月本洋, 柿本満, 森田千絵, 菊池吉晃: "脳機能画像のノンパラメトリック回帰分析"電子情報通信学会論文誌. J84-D-II. 2623-2633 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nishimura, C., Kumagai, T., Kikuchi, Y., Endo, H.: "Neuromagnetic fields elicited by a bimodal input"Biomag 2000, Proceedings of the 12^<th> International Conference on Biomagnetism (J.Nenonen, R.J.Iimoniemi and T.Katila eds.)Helsinki University of Technology, Espoo, Finland. 141-215 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 菊池吉晃, 田中雅行, 西村千秋, 吉澤修治: "高時間分解能の複数電流双極子推定による感覚情報の弁別処理機構について"日本電気学会計測研究会資料. IM-01-55. 5-9 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 田中雅行, 菊池吉晃, 佐藤知正: "fMRIを用いた脳活動の基礎検討"日本電気学会計測研究会資料. IM-01-59. 27-30 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 月本洋, 柿本満, 森田千絵, 菊池吉晃: "論理回帰分析によるfMRI画像の知的分析"日本電気学会計測研究会資料. IM-01-58. 21-26 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 菊池吉晃, 米本恭三: "左右手判別に伴う脳内活動の時間構造-脳磁界の解析から-"リハビリテーション医学. Vol.38. S234 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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