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機械学習による個人の認知機能特性の予測

研究課題

研究課題/領域番号 20K22273
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0110:心理学およびその関連分野
研究機関早稲田大学

研究代表者

宮崎 淳  早稲田大学, グローバルエデュケーションセンター, 助教 (40880323)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード認知機能 / 個人差 / 機械学習 / 機能的MRI / 大規模データ / 脳機能イメージング
研究開始時の研究の概要

我々の日常生活は、見る、聞く、話す、注意を向ける、記憶する、計画するといった多様な認知機能によって支えられている。それぞれの認知機能には個人差があり、行動を行うためのプロセスが異なる。このような認知機能の特性がどのように脳で統合され表現されているかは明らかではない。本研究の目的は機械学習を用いて個人の認知機能の特性を脳活動から予測することである。さらに、機械学習の判断要因となる脳領域(特徴量)を抽出し可視化することを目指す。

研究成果の概要

本研究では、脳と行動の大規模データからヒトの認知機能特性の理解を目指した.複数の認知課題をクラスタリングし,3つの認知機能特性をもつクラスターに分類することができた.さらに,これらのクラスターは,機能的MRIによる複数の認知課題中の脳活動から,背外側前頭前野,背内側前頭前野,前部島皮質,頭頂皮質で活動に差があることが示された.これらの領域は,個人の認知機能特性による認知処理を制御する機能に関わる可能性が示唆される.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、近年発展を遂げてきている人工知能やビッグデータ、脳画像解析技術の研究を統合的に捉えることで、従来の研究では難しかった複数の脳機能画像と認知機能の統合的分析が可能となった。本研究によって得られた成果は、個人の認知機能の特性を把握し、脳の変化の予兆を捉えるための重要な知見となり得る.今後,医療や教育,他にも車の運転などの日常的な社会課題における応用に期待される.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Multi-Contrast Magnetic Resonance Imaging of Visual White Matter Pathways in Patients With Glaucoma2022

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Shumpei、Takemura Hiromasa、Horiguchi Hiroshi、Miyazaki Atsushi、Matsumoto Kenji、Masuda Yoichiro、Yoshikawa Keiji、Nakano Tadashi
    • 雑誌名

      Investigative Opthalmology & Visual Science

      巻: 63 号: 2 ページ: 29-29

    • DOI

      10.1167/iovs.63.2.29

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain/MINDS beyond human brain MRI project: A protocol for multi-level harmonization across brain disorders throughout the lifespan2021

    • 著者名/発表者名
      Koike Shinsuke, Tanaka Saori C., Okada Tomohisa, Aso Toshihiko et al.
    • 雑誌名

      NeuroImage: Clinical

      巻: 30 ページ: 102600-102600

    • DOI

      10.1016/j.nicl.2021.102600

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Childhood exercise predicts response inhibition in later life via changes in brain connectivity and structure2021

    • 著者名/発表者名
      Ishihara Toru、Miyazaki Atsushi、Tanaka Hiroki、Fujii Takayuki、Takahashi Muneyoshi、Nishina Kuniyuki、Kanari Kei、Takagishi Haruto、Matsuda Tetsuya
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 237 ページ: 118196-118196

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2021.118196

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] V1 Projection Zone Signals in Human Macular Degeneration Depend on Task Despite Absence of Visual Stimulus.2021

    • 著者名/発表者名
      Masuda Y, Takemura H, Terao M, Miyazaki A, Ogawa S, Horiguchi H, Nakadomari S, Matsumoto K, Nakano T, Wandell BA, Amano K.
    • 雑誌名

      Curr Biol.

      巻: 31 号: 2 ページ: 406-412

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.10.034

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of the brain networks that contribute to the interaction between physical function and working memory: An fMRI investigation with over 1,000 healthy adults.2020

    • 著者名/発表者名
      Ishihara T, Miyazaki A, Tanaka H, Matsuda T.
    • 雑誌名

      Neuroimage

      巻: 221 ページ: 117152-117152

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2020.117152

    • 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
  • [学会発表] 若年成人における認知特性のクラスタリング2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎淳
    • 学会等名
      日本認知心理学会第19回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Association of cardiovascular risk markers and physical fitness with task-related neural activity during social cognition.2021

    • 著者名/発表者名
      石原暢, 宮崎淳, 田中大貴, 松田哲也
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Individual differences of reputation-based cooperation and their neuroscientific substrates.2021

    • 著者名/発表者名
      田中大貴, 宮崎淳, 高岸治人, 松田哲也
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 社会環境が思春期の子どもの脳構造に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      山田順子, 宮崎淳, 寿秋露, 結城雅樹, 松田哲也, 高岸治人
    • 学会等名
      第32回日本発達心理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Negative association of body mass index with working memory and theory of mind in young and middle-aged adults: a task-fMRI study2020

    • 著者名/発表者名
      石原暢, 宮崎淳, 田中大貴, 松田哲也
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 繰り返しの無い利他行動の計算論的過程とその神経基盤2020

    • 著者名/発表者名
      田中大貴, 宮崎淳, 高岸治人, 松田哲也
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2023-01-30  

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