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VRを用いた人における探索行動パターンの定量化と認知機能の予測手法開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K18140
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61060:感性情報学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

阿部 真人  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 研究員 (60758027)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード探索行動 / 臨界現象 / 脳 / 会話 / ベキ則 / ネットワーク構造 / ニューラルネットワーク / レヴィウォーク / 非線形ダイナミクス / Zipf則 / 活動量データ / 臨界点 / 時系列解析 / 認知機能 / 認知症 / バーチャルリアリティ / バイオロギング
研究成果の概要

脳は安定で固い状態と乱雑な状態の間の臨界点に調整されることで高いパフォーマンスを示すことが知られている。本研究では、脳の状態が臨界点に調整されることで、機能的な探索行動を示すことを数理的に明らかにし、さらに人間の実証データでは認知機能が高い人ほどそのような探索的な振る舞いを示すことを明らかにした。この知見は、認知機能低下を早期発見するためのシグナルを抽出することや、認知機能低下を防ぐための介入手法の開発に対して基礎的な知見を与えると期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

行動と脳の関係を臨界現象と探索行動の観点から明らかにしたことで、これまで入力と出力という観点から明らかにされてきた脳の動作原理だけでなく、脳の自発的な活動と行動の関係に関する基礎知見を得ることができた。また、人間の日常的なデータから脳の状態の良し悪しを定量化することが可能になり、認知機能低下を早期発見するためのシグナルを抽出することや、認知機能低下を防ぐための介入手法の開発に対して基礎的な知見を与えると期待できる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Scaling laws in natural conversations among elderly people2021

    • 著者名/発表者名
      Abe Masato S., Otake-Matsuura Mihoko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 2 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0246884

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional advantages of Levy walks emerging near a critical point2020

    • 著者名/発表者名
      Abe Masato S.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 号: 39 ページ: 24336-24344

    • DOI

      10.1073/pnas.2001548117

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lévy walks emerging near a critical point2020

    • 著者名/発表者名
      Masato S. Abe
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2020.01.27.920801

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Scaling laws in spoken language associated with cognitive functions2019

    • 著者名/発表者名
      Masato S. Abe, Mihoko Otake-Matsuura
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/841247

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Functional advantages of Levy walks emerging as critical phenomena2021

    • 著者名/発表者名
      Masato S. Abe
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 臨界点付近でみられるLevy walkの機能的利点2020

    • 著者名/発表者名
      阿部真人
    • 学会等名
      日本数理生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Scaling laws in spoken-language associated with cognitive functions2019

    • 著者名/発表者名
      Masato S. Abe and Mihoko Otake-Matsuura
    • 学会等名
      日本数理生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Levy walks emerge near a critical point2019

    • 著者名/発表者名
      Masato S. Abe
    • 学会等名
      SWARM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 生物のレヴィウォークにおける情報処理上の利点を発見 -臨界現象から生じる行動パターン-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2020/20200917_1/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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