| 研究課題/領域番号 |
20K11976
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分61040:ソフトコンピューティング関連
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| 研究機関 | 大和大学 (2023)
兵庫県立大学 (2020-2022) |
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研究代表者 |
西村 治彦 大和大学, 情報学部, 教授 (40218201)
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| 研究分担者 |
信川 創 千葉工業大学, 情報科学部, 教授 (70724558)
高橋 哲也 金沢大学, 子どものこころの発達研究センター, 協力研究員 (00377459)
水野 由子 (松本由子) 兵庫県立大学, 情報科学研究科, 教授 (80331693)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | カオス制御 / 神経システム / ニューラルネットワーク / 概日リズム / 双極性障害 / フィードバック / ニューラルシステム / カオスダイナミクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，双極性障害の神経基盤の１つである前頭野の神経活動と概日リズムの非線形ダイナミクスに着目し，この変動性を制御するフィードバック信号の設計と対応する治療法を提案する．具体的な研究項目を示す．１．前頭野と視床下部を結合した神経システムを構築し，双極性障害の神経活動に対応する病理パラメータ領域を探索する．２．概日活動のダイナミクス推定を行い，その写像構造を明らかにする．３．概日リズムに基づき生成した入力信号によって，双極性障害の神経活動を制御するフィードバック信号の設計を行う．４．概日リズムの制御において，光療法とメラトニンの投薬療法をフィードバック信号に対応させ最適化する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，双極性障害の神経基盤の1つである前頭野の神経活動と概日リズムの非線形ダイナミクスに着目した神経システムモデルを構築し，まず，双極性障害の神経活動に対応する病理パラメータ領域の探索，概日活動のダイナミクス推定とその写像構造の明確化を行った．次に，我々が構築した非線形カオス制御法である"軌道領域減少法"を用いて，入力信号に対して双極性障害の神経活動を制御するフィードバック信号を設計し，概日リズムの安定化への効果を分析した．これらによる知見から，概日リズム回復において一定の効果が認められている光療法等を軌道領域減少法に対応させる可能性が見いだされた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
カオス-カオス間欠性(CCI)を制御する手法として，我々はこれまでに"軌道領域減少法"(RRO法)と呼ばれるカオス制御法を構築してきており、この手法は前頭野でのCCIに端を発するとされる双極性障害における概日リズムの乱れの安定化を実現する有力な候補となる．よって，概日リズムを生成する神経システムモデルにおいて，RROフィードバック信号を具体的に設計し，RRO法による最適化制御について分析したことによる知見は，概日リズムを安定化する治療法の考案に繋がるものであり，非線形制御理論の医療への応用的観点からも極めて重要である．
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