脳波波形変化メカニズムの解明-モデルパラメータ推定を用いたアプローチ-

• 研究課題/領域番号: 21700480
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 独立行政法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 成瀬 康 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信研究室, 主任研究員 (00455453)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 脳波 / 脳磁界 / 自発活動 / 確率モデル / パラメータ推定 / 位相変調 / ベイズの定理 / 神経科学

研究概要

まず,周期的活動である脳波の自発活動の位相及び振幅をマルコフ確率場モデルによりモデル化し,これを事前分布として,ベイズの定理を用いることで,位相,振幅というパラメータの推定を行うことを可能とした.続いて,本手法を発展させることにより,単一試行から位相変調が検出できる手法を開発した.その結果,本研究により,初めて,刺激と同期していない位相変調を検出することに成功した.この結果,位相変調が波形変化のメカニズムの一つであることが明らかとなった.

研究成果

• [雑誌論文] 周期的自発活動における急激な位相変化を単一試行から抽出する新しい手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康,瀧山健,岡田真人,梅原広明
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 111 ページ: 71-74
• [雑誌論文] 視覚刺激によるアルファ波位相変調の検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康,瀧山健,岡田真人,梅原広明
  • 雑誌名: 第26回日本生体磁気学会大会論文集 巻: 24 ページ: 156-157
  • NAID: 110008800925
• [雑誌論文] 周期的自発活動における急激な位相変化を単一試行から抽出する新しい手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 雑誌名: 第26回日本生体磁気学会大会論文集 巻: 24 ページ: 156-157
• [雑誌論文] 視覚刺激によるアルファ波位相変調の検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 111 ページ: 71-74
  • NAID: 110008800925
• [雑誌論文] Inference in alpha rhythm phase and amplitude modeled on Markov random field using belief propagation from electroencephalograms (2010)
  • 著者名/発表者名: Naruse, Y., Takiyama, K., Okada, M. & Murata, T
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 92 ページ: 11912-11912
  • URL: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.82.011912
  • 査読あり
• [雑誌論文] ベイズ推定を用いた新しいα波瞬時位相,振幅の推定法の提案 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康,瀧山健,岡田真人,村田勉
  • 雑誌名: 第25回日本生体磁気学会論文集 巻: 23 ページ: 66-67
• [雑誌論文] 確率モデルを用いた新しいα波瞬時位相,振幅の推定法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康,瀧山健,岡田真人,村田勉
  • 雑誌名: 第25回生体生理工学シンポジウム論文集 ページ: 337-340
• [雑誌論文] Influence of coherence between multiple cortical columns on alpha rhythm : A computational modeling study (2010)
  • 著者名/発表者名: Naruse, Y., Matani, A., Miyawaki, Y. & Okada, M
  • 雑誌名: Hum. Brain Mapp 巻: 31 ページ: 703-715
  • URL: http://dx.doi.org/10.1002/hbm.20899
  • 査読あり
• [雑誌論文] マルコフ確率場モデルにおける確率伝播法をもちいたα波位相,振幅の同時推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康,瀧山健,岡田真人,村田勉
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 109 ページ: 167-172
  • NAID: 110008004294
• [雑誌論文] Inference in alpha rhythm phase and amplitude modeled on Markov random field using belief propagation from electroencephalograms (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Naruse
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 82 ページ: 11912-11912
  • 査読あり
• [雑誌論文] 確率モデルを用いた新しいα波瞬時位相, 振幅の推定法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 雑誌名: 第25回日本生体磁気学会論文集 巻: 23 ページ: 66-67
• [雑誌論文] ベイズ推定を用いた新しいα波瞬時位相, 振幅の推定法の提案 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 雑誌名: 第25回生体生理工学シンポジウム論文集 ページ: 337-340
• [雑誌論文] Influence of coherence between multiple cortical columns on alpha rhythm : A computational modeling study (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Naruse
  • 雑誌名: Human Brain Mapping 31 ページ: 703-715
  • 査読あり
• [雑誌論文] マルコフ確率場モデルにおける確率伝播法をもちいたα波位相,振幅の同時推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 109 ページ: 167-172
  • NAID: 110008004294
• [学会発表] ベイズの定理を用いた新しい脳情報抽出技術の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: 第6回Σ-KARC連携セミナー
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2012-02-06
• [学会発表] A Novel Method for Estimating Instantaneous Phase and Amplitude of Ongoing Oscillations and Detecting Phase Modulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Naruse, Y
  • 学会等名: Neuroscience2011
  • 発表場所: アメリカワシントンDCワシントンコンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] A Novel Method for Estimating Instantaneous Phase and Amplitude of Ongoing Oscillations and Detecting Phase Modulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Naruse
  • 学会等名: Neuroscience2011
  • 発表場所: ワシントンコンベンションセンター(米国:ワシントンDC)
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] 自発周期における位相変調を単一試行から抽出する新しい手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神奈川県パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 自発的周期における位相変調を単一試行から抽出する新しい手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 視覚刺激によるアルファ波位相変調の検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-07-26
• [学会発表] ベイズの定理を用いた新しい脳情報抽出技術の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: 知能化医療システム研究会
  • 発表場所: 笠岡第一病院(岡山県)
  • 年月日: 2011-07-23
• [学会発表] 周期的自発活動における急激な位相変化を単一試行から抽出する新しい手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: 第26回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] ベイズ推定を用いた新しいα波瞬時位相, 振幅の推定法の提案 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: 第25回生体生理工学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Exact inference method for Markov random field models of instantaneous phase and amplitude of oscillatory activities from electroencephalograms (2010)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Exact inference method for Markov random field models of instantaneous phase and amplitude of oscillatory activities from electroencephalograms (2010)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(神戸市)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] 確率モデルを用いた新しいα波瞬時位相, 振幅の推定法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: 第25回日本生体磁気学会
  • 発表場所: さわやかちば県民プラザ(柏市)
  • 年月日: 2010-07-30
• [学会発表] Influence of visual stimulus size and top-down effect on phase resetting of alpha rhythm : An EEG/MEG model-based study (2010)
  • 著者名/発表者名: Naruse, Y
  • 学会等名: Biomag2010
  • 発表場所: クロアチアドブロブニクRixos Libertas Hotel
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] Influence of visual stimulus size and top-down effect on phase resetting of alpha rhythm : An EEG/MEG model-based study (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Naruse
  • 学会等名: Biomag2010
  • 発表場所: Rixos Libertas Dubrovnik(クロアチアドブロブニク)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 非侵襲脳機能計測手法を用いた神経科学の現状と将来 (2009)
  • 著者名/発表者名: 成瀬康
  • 学会等名: 第76回知能化医療システム研究会
  • 発表場所: 笠岡第一病院(岡山県)
  • 年月日: 2009-07-18
• [備考]
  • URL: http://brain.nict.go.jp/members/y_naruse.html
• [備考]
  • URL: http://www-karc.nict.go.jp/d333/kenkyu_in/naruse/index.html
• [産業財産権] 周期的情報抽出方法 (2010)
  • 発明者名: 成瀬康,村田勉,岡田真人,瀧山健
  • 権利者名: 独立行政法人情報通信研究機構
  • 産業財産権番号: 2010-195648
  • 出願年月日: 2010-09-01
• [産業財産権] 周期的情報抽出方法 (2010)
  • 発明者名: 成瀬康, 岡田真人, 瀧山健, 村田勉
  • 権利者名: NICT
  • 産業財産権番号: 2010-195648
  • 出願年月日: 2010-09-01