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非侵襲的脳計測時系列モデリングの諸問題

研究課題

研究課題/領域番号 17300092
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 統計科学
研究機関統計数理研究所

研究代表者

尾崎 統  統計数理研究所, モデリング研究系, 教授 (00000208)

研究分担者 定藤 規弘 (定籐 規弘)  生理学研究所, 大脳皮質機能研究系, 教授 (00273003)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
2006年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
2005年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
キーワードfMRIモデリング / 状態空間モデル / 空間時系列モデル / イノヴェーションァプロー / EEGモデリング / NN-ARXモデル / ダイナミックス逆問題 / Evoked Potential / イノヴェーションアプロー / イノヴェーションアプローチ
研究概要

fMRIのNN-ARXモデリングのツールボックス作成:
1400,000個のヴォクセルからなるfMRI画像の時系列は140,000次元の時系列とみなすことによって、画像としては見えてこなかった脳内の各部位間の微妙な相関関係(時間相関と空間相関)が見えてくる。我々が前回のプロジェクトで導入したfMRI時系列解析用のNN-ARXモデルを利用してこれを視覚化することに成功した。これによりConnectivityの強い部位間を網羅的に探索して視覚化することが可能となった。手法はツールボックス化し生理学研究所や東北大学加齢研究所の関係者、研究協力者の利用に供した。より汎用性のあるツールボックスにしてひろく世の中に頒布するための作業は将来のプロジェクトの課題である。
fMRIのダイナミックな方向付きのCausality解析の方法:
fMRIデータを用いた特定の部位間のCausalityをその方向を含めてfMRI計測データから客観的に推定する手法を開発した。視覚実験のfMRIデータでV1,V5,PP間のダイナミックな因果関係が明確に把握できることが検証できた。手法は前記NN-ARXモデリングのツールボックスの中に埋め込まれている。その他分散不均一性の情報を利用したEEG/MEGの信号成分分解手法、およびEEGとfMRIの融合モデルの研究を行った。ここで主要な役割を果たす微分方程式モデルによる神経物理モデルとその状態空間と局所線形フィルターを使った最尤推定に関する新しい結果も得られた。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (37件)

  • [雑誌論文] Spatio-temporal correlations in fMRI time series : the whitening approach2007

    • 著者名/発表者名
      Bosch-Bayard J., Riera-Diaz J., Biscay-Lirio R.J., Wong K.F.K., Yamashita O., Galka A., Sadato N., Kawashima R., Valdes-Sosa P., Miwakeichi F., Ozaki T.
    • 雑誌名

      Research Memorandum ISM 1025

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spatio-temporal correlations in fMRI time series : the whitening approach2007

    • 著者名/発表者名
      Bosch-Bayard J., Riera-Diaz J., Biscay-Lirio R.J., Wong K.F.K., Yamashita O., Galka A., Sadato N., Kawashima R., Valdes-Sosa P., Miwakeichi F., Ozaki T.
    • 雑誌名

      Research Memorandum, Institute of Statistical Mathematics No.1025

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spatio-temporal correlations in fMRI time series : the whitening approach2007

    • 著者名/発表者名
      Bosch-Bayard J., Riera-Diaz J., Biscay-Lirio R.J., Wong K.F.K., Yamashita O., Galka A., Sadato N., Kawashima R., Baldes-Sosa P., Miwakeichi F., Ozaki T.
    • 雑誌名

      Research Memorandum ISM 1025

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Modelling non-stationary variance in EEG time series by state space GARCH model2006

    • 著者名/発表者名
      Wong, K.F., Galka, A., Yamashita, O, Ozaki
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine 136

      ページ: 1327-1335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Whitening as a Tool for Estimating Mutual Information in Spatiotemporal Data Sets2006

    • 著者名/発表者名
      Galka A., Ozaki, T., Bosch Bayard, J., Yamashita, O.
    • 雑誌名

      J. of Statist. Physics 124

      ページ: 1275-1315

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of source components in multivariate time series by state space modeling2006

    • 著者名/発表者名
      Galka A., Wong K., Stephani U., Muhle H., Ozaki T.
    • 雑誌名

      Research Memorandum ISM 981

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Akaike causality in state space. Part I - Instantaneous causality between visual cortex in fMRI time series2006

    • 著者名/発表者名
      Wong K., Ozaki T.
    • 雑誌名

      Research Memorandum ISM 1018

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Local Linearization-Runge Kutta (LLRK) Methods for Solving Ordinary Differential Equations.2006

    • 著者名/発表者名
      H.De la Cruz, R.J.Biscay, F.M.Carbonell, J.C.Jimenez, T.Ozaki
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Sciences 3991

      ページ: 132-139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of brain function and time series analysis2006

    • 著者名/発表者名
      Ozaki T.
    • 雑誌名

      Brain 21 (in Japanese) 9

      ページ: 255-229

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Higher order Local Linearization methods for solving stochastic differential equations with additive noise.2006

    • 著者名/発表者名
      De la Cruz H., Biscay, R.J., Carbonell, F., Ozaki, T., Jimenez, J.C.
    • 雑誌名

      Research Memorandum, ISM 1011

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Inference methods for discretely observed continuous-time stochastic volatility models : A commented overview2006

    • 著者名/発表者名
      J.C.Jimenez, R.J.Biscay, T.Ozak
    • 雑誌名

      Asia-Pacific Financial Markets 12

      ページ: 109-141

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modeling non-stationary variance in EEG time series by state space GARCH model2006

    • 著者名/発表者名
      Wong, K.F., Galka, A., Yamashita, O, Ozaki T.
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine vo136

      ページ: 1327-1335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Whitening as a Tool for Estimating Mutual Information in Spatiotemporal Data Sets2006

    • 著者名/発表者名
      Galka A., Ozaki, T., Bosch Bayard, J., Yamashita, 0.
    • 雑誌名

      J.of Statist.Physics vol.124, no.5

      ページ: 1275-1315

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of source components in multivariate time series by state space modeling2006

    • 著者名/発表者名
      Galka A., Wong K., Stephani U., Muhle H., Ozaki T.
    • 雑誌名

      Research Memorandum, Institute of Statistical Mathematics No.981

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Akaike causality in state space. Part I-Instantaneous causality between visual cortex in fMRI time series.2006

    • 著者名/発表者名
      Wong K., Ozaki T.
    • 雑誌名

      Research Memorandum, Institute of Statistical Mathematics No.1018

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Local Linearization-Runge Kutta (LLRK) Methods for Solving Ordinary Differential Equations.2006

    • 著者名/発表者名
      H.De la Cruz, R.J.Biscay, F.M.Carbonell, J.C.Jimenez, T.Ozaki
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Sciences(Springer-Verlag : Berlin Heidelberg) 3991

      ページ: 132-139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of brain function and time series analysis2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ozaki
    • 雑誌名

      Brain(in Japanese) 21 vol.9, No.3

      ページ: 255-259

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Higher order Local Linearization methods for solving stochastic differential equations with additive noise.2006

    • 著者名/発表者名
      De la Cruz H., Biscay, R.J., Carbonell, F., Ozaki, T., Jimenez, J.C.
    • 雑誌名

      Research Memorandum, Institute of Statistical Mathematics No.1011

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Inference methods for discretely observed continuous-time stochastic volatility models : A commented overview2006

    • 著者名/発表者名
      J.C.Jimenez, R.J.Biscay, T.Ozaki
    • 雑誌名

      Asia-Pacific Financial Markets 12

      ページ: 109-141

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modelling non-statinary variance in EEF time series by state space GARCH model2006

    • 著者名/発表者名
      Wong, K.F., Galka, A., Yamashita, O, Ozaki
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine 136

      ページ: 1327-1335

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurement of brain function and time series analysis2006

    • 著者名/発表者名
      Ozaki T.
    • 雑誌名

      Brain 21(in Japanese) 9

      ページ: 255-229

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Nonlinear Local Electro-Vascular Coupling. Part II : From Data To Neuronal Masses2006

    • 著者名/発表者名
      Riera, J.J., Jimenez, J.C., Wan, X., Kawashima, R., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      Human Brain Mapping (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Modelling non-stationary variance in EEG time series by state space GARCH model2006

    • 著者名/発表者名
      tong, K.F., Galka, A., Yamanshita, O., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluating frequency-wise directed connectivity of BOLD signals applying relative power contribution with the linear multivariate time series models2005

    • 著者名/発表者名
      Galka A., Ozaki, T., Bosch Bayard, J., Yamashita, O.
    • 雑誌名

      Neuroimage 25

      ページ: 478-490

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An approximate innovation method for the estimation of diffusion processes from discrete data2005

    • 著者名/発表者名
      Jimenez, J.C., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      J. Time Series Analysis 27

      ページ: 77-97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fusing EEG and fMRI based on a bottom-up model : inferring activation and effective connectivity in neural masses2005

    • 著者名/発表者名
      Riera, J., Aubert, E., Iwata, K., Kawashima R., Wan, X., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      Phil. Trans. of Royal Society 360

      ページ: 1025-1041

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nonlinear Local Electro-Vascular Coupling. Part II : From data to neuronal masses.2005

    • 著者名/発表者名
      Riera J.J., Jimenez J.C., Wan X., Kawashima R., Ozaki T.
    • 雑誌名

      Research Memorandum, ISM 964

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Artifact reduction for EEG/fMRI recording part 1 : nonlinear reduction of ballistocardiogram artifact.2005

    • 著者名/発表者名
      Wan X., Iwata K., Riera J., Ozaki T., Kitamura M., Kawashima R
    • 雑誌名

      Research Memorandum, ISM 939

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluating frequency-wise directed connectivity of BOLD signals applying relative power contribution with the linear multivariate time series models2005

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, O., Sadato, N., Okada, T., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      Neuroimage vol.25

      ページ: 478-490

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An approximate innovation method for the estimation of diffusion processes from discrete data2005

    • 著者名/発表者名
      Jimenez, J.C., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      J.Time Series Analysis Vol.27

      ページ: 77-97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fusing EEG and fMRI based on a bottom-up model : inferring activation and effective connectivity in neural masses2005

    • 著者名/発表者名
      Riera, J., Aubert, E., Iwata, K., Kawashima R., Wan, X., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      Phil.Trans.of Royal Society, Biological Sciences vol.360, no.1457

      ページ: 1025-1041

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nonlinear Local Electro-Vascular Coupling. Part II : From data to neuronal masses.2005

    • 著者名/発表者名
      Riera J.J., Jimenez J.C., Wan X., Kawashima R., Ozaki T.
    • 雑誌名

      Research Memorandum, Institute of Statistical Mathematics No.964

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Artifact reduction for EEG/fMRI recording part 1 : nonlinear reduction of ballistocardiogram artifact.2005

    • 著者名/発表者名
      Wan X., Iwata K., Riera J., Ozaki T., Kitamura M., Kawashima R.
    • 雑誌名

      Research Memorandum, Institute of Statistical Mathematics No.939

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fusing EEG and fMRI based on a bottom-up model : inferring activation and effective connectivity in neural masses2005

    • 著者名/発表者名
      Riera, J., Aubert, E., Iwata, K., Kawashima, R., Wan, X., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      Phil.Trans.Of Royal Society, Biological Sciences v.360・1457

      ページ: 1025-1041

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] An approximate innovation method for the estimation of diffusion processes from discrete data2005

    • 著者名/発表者名
      Jimenez, J.C., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      J.Time Series Analysis 27

      ページ: 77-97

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Inference methods for discretely observed by continuous-time stochastic volatility models : A commented overview2005

    • 著者名/発表者名
      Jimenez, J.C., Biscay, R., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      AFEE Journal (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluating frequency-wise directed connectivity of BOLD signals applying relative power contribution with the linear multivariate time series models2005

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, O., Sadato, H., Okada, T., Ozaki, T.
    • 雑誌名

      Neuroimage 25

      ページ: 478-490

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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