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計算論モデルを用いた動的行動特性の縮約による精神疾患の評価と予測

研究課題

研究課題/領域番号 18KT0021
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 複雑系疾病論
研究機関名古屋大学

研究代表者

片平 健太郎  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (60569218)

研究分担者 国里 愛彦  専修大学, 人間科学部, 准教授 (30613856)
山下 祐一  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第七部, 室長 (40584131)
研究期間 (年度) 2018-07-18 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2018年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード計算論モデリング / 精神疾患 / オンライン実験・調査 / 予測 / 強化学習 / WEB実験・調査
研究成果の概要

近年,行動の背後にある計算過程を数理モデルで表現した計算論モデルを用いることで,各種の精神疾患の特徴が行動データから検討されている。しかしそれまでの研究では,疾患の傾向とその時点の行動の特徴の相関関係を記述することにとどまっており,それが予後や治療反応性の予測に役立つか否かは十分に検討されていない。そこで本研究では,計算論モデルでとらえられる特徴が,そのときの病態を直接的に反映しているものか,予後を予測する上で有用なものであるかを検討した。その結果,一部の計算論モデルのパラメータは症状スコアの変動とは連動しなかったものの,将来の精神疾患症状の予測に有用なものであることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

うつ病,統合失調症などの精神疾患には,発症を未然に予測することが有効な場合もあると考えられている。計算論的精神医学と呼ばれる新しい分野では,計算論モデルを用いて精神疾患との関連が検討されてきたが,そこでとらえられた行動の特徴が精神疾患の予測に役立つか否かは十分に検討されてこなかった。本研究はそれを検討し,簡便な行動課題のデータから推定した計算論モデルのパラメータが抑うつ傾向の変化の予測に役立つ可能性を示した。本研究の意義はこれまでの計算論的精神医学の研究を精神疾患における予測につなげるという応用の可能性を示したことと,その可能性をさらに検討するための研究の枠組みを提示したという意義がある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Revisiting the importance of model fitting for model-based fMRI: It does matter in computational psychiatry2021

    • 著者名/発表者名
      Katahira Kentaro, Toyama Asako
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 17 号: 2 ページ: e1008738-e1008738

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1008738

    • 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] Dissociation between asymmetric value updating and perseverance in human reinforcement learning2021

    • 著者名/発表者名
      Sugawara Michiyo, Katahira Kentaro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 3574-3574

    • DOI

      10.1038/s41598-020-80593-7

    • 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] Retrospective surprise: A computational component for active inference2020

    • 著者名/発表者名
      Katahira Kentaro、Kunisato Yoshihiko、Okimura Tsukasa、Yamashita Yuichi
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Psychology

      巻: 96 ページ: 102347-102347

    • DOI

      10.1016/j.jmp.2020.102347

    • NAID

      120006884953

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 強化学習における認知バイアスと固執性―選択行動を決めているのは過去の“選択の結果”か“選択そのもの”か?―2019

    • 著者名/発表者名
      菅原 通代、片平 健太郎
    • 雑誌名

      基礎心理学研究

      巻: 38 号: 1 ページ: 48-55

    • DOI

      10.14947/psychono.38.5

    • NAID

      130007760486

    • ISSN
      0287-7651, 2188-7977
    • 年月日
      2019-09-30
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Effect of Reduced Learning Ability on Avoidance in Psychopathy: A Computational Approach2019

    • 著者名/発表者名
      Oba Takeyuki、Katahira Kentaro、Ohira Hideki
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychology

      巻: 10 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2019.02432

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Biases in estimating the balance between model-free and model-based learning systems due to model misspecification2019

    • 著者名/発表者名
      Toyama Asako, Katahira Kentaro, Ohira Hideki
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Psychology

      巻: 91 ページ: 88-102

    • DOI

      10.1016/j.jmp.2019.03.007

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reinforcement learning with parsimonious computation and a forgetting process2019

    • 著者名/発表者名
      Toyama Asako, Katahira Kentaro, Ohira Hideki
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 13 ページ: 153-153

    • DOI

      10.3389/fnhum.2019.00153

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The statistical structures of reinforcement learning with asymmetric value updates2018

    • 著者名/発表者名
      Katahira Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Psychology

      巻: 87 ページ: 31-45

    • DOI

      10.1016/j.jmp.2018.09.002

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Attention bias to affective outcomes2020

    • 著者名/発表者名
      Asako Toyama, Kentaro Katahira Hideki Ohira
    • 学会等名
      The 2020 SAS Annual Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 行動データの計算論モデリングと認知行動療法への貢献の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      片平 健太郎
    • 学会等名
      日本認知・行動療法学会第46回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The learning mechanism of shaping risk preference and relations with psychopathic traits2019

    • 著者名/発表者名
      Oba, T., Katahira, K., & Ohira, H.
    • 学会等名
      The Multi-disciplinary Conference on Reinforcement Learning and Decision Making (RLDM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Forgetting Process in Model-Free and Model-Based Reinforcement Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Toyama, A., Katahira, K., & Ohira, H.
    • 学会等名
      The Multi-disciplinary Conference on Reinforcement Learning and Decision Making (RLDM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Validation of cognitive bias represented by reinforcement learning with asymmetric value updates2019

    • 著者名/発表者名
      Sugawara, M. & Katahira, K.
    • 学会等名
      The Multi-disciplinary Conference on Reinforcement Learning and Decision Making (RLDM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pseudo-Learning Rate Modulation by the Forgetting of Action Value when Environmental Volatility Changes2019

    • 著者名/発表者名
      Oshima, S. & Katahira, K.
    • 学会等名
      The Multi-disciplinary Conference on Reinforcement Learning and Decision Making (RLDM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 計算論的精神医学2019

    • 著者名/発表者名
      国里 愛彦、片平 健太郎、沖村 宰、山下 祐一
    • 総ページ数
      328
    • 出版者
      勁草書房
    • ISBN
      432625131X
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 行動データの計算論モデリング2018

    • 著者名/発表者名
      片平健太郎
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      株式会社オーム社
    • ISBN
      4274222616
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-20   更新日: 2022-01-27  

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