アルファ波および周波数間カップリングの機能解明とデコーディング技術への応用

• 研究課題/領域番号: 22240046
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 融合脳計測科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 武田 常広 (武田 常廣) 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (90292771)
• 研究分担者: 天野 薫 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (70509976)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 49,920千円 (直接経費: 38,400千円、間接経費: 11,520千円); 2012年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円); 2011年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2010年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
• キーワード: アルファ波 / MEG / 心理物理 / 知覚 / カップリング / デコーディング / 認知科学 / 脳・神経 / 計測工学 / デコーデイング

研究概要

アルファ波のクロック仮説を実証するため、アルファ周波数変化に伴うジター知覚の計測とMEGデータに対する周波数間カップリングの解析を行い,文字のデコーディングに応用可能な結果を得た.α波の成因として、上丘のCorollaryDischargeの寄与を始めて同定することに成功した.また、信号パラメータを、ベイズ定理に基づいて推定する方法を確立し、GPUを使って並列計算で実時間に近い推定が可能であることを実証した.

研究成果

• [雑誌論文] Development of a generative model of magnetoencephalography noise that enables brain signal extraction from single-epoch data (2013)
  • 著者名/発表者名: Uno, Y, Amano, K., Takeda, T.
  • 雑誌名: Medical & Biological Engineering & Computing 巻: Accepted ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human neural responses involved in spatial pooling of locally ambiguous motion signals (2012)
  • 著者名/発表者名: Amano, K., Takeda, T., Haji, T., Terao, M., Maruya, K., Matsumoto, K., Murakami, I., Nishida, S
  • 雑誌名: J. of Neurophysiology 巻: 107 ページ: 3493-3508
  • 査読あり
• [雑誌論文] A liquid helium circulation system for low temperature physics devices, ICEC24-ICMC 2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeda, T., Okamoto, M., Miyazaki, T., Morita, N., Katagiri, K
  • 雑誌名: Cryogenics and Superconductivity Society of Japan ページ: 253-258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural correlates of induced motion perception in the human brain (2012)
  • 著者名/発表者名: Takemura, H., Ashida, H., Amano, K., Kitaoka, A. & Murakami, I
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 32(41) ページ: 14344-14354
  • 査読あり
• [雑誌論文] A liquid helium circulation system for low temperature physics devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeda, T., Okamoto, M., Miyazaki, T., Morita, N., Katagiri, K.
  • 雑誌名: Cryogenics and Superconductivity Society of Japan 巻: 1 ページ: 253-258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural correlates of induced motion perception in the human brain (2012)
  • 著者名/発表者名: Takemura, H., Ashida, H., Amano, K., Kitaoka, A. & Murakami, I.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 32 ページ: 14344-14354
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human neural responses involved in spatial pooling of locally ambiguous motion signals (2012)
  • 著者名/発表者名: Amano, K., Takeda, T., Haji, T., Terao, M., Maruya, K., Matsumoto, K., Murakami, I., Nishida, S.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: (印刷中)(In print)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visual mismatch response evoked by a perceptually indistinguishable oddball (2011)
  • 著者名/発表者名: Kogai, T., Aoyama, A. Amano, K., Takeda, T
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 22(11) ページ: 535-538
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural processes for intentional control of perceptual switching (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimono M., Takeda T
  • 雑誌名: An MEG study, J. of Japan Biomagnetism and Bioelectromagnetics Society 巻: 24 ページ: 125-129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helium Circulation System for the MEG (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeda, T., Okamoto, M., Miyazaki, T., Katagiri, K
  • 雑誌名: Magnetoencephalography edited by Elizabeth Pang ページ: 195-210
  • NAID: 10013790759
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computation of multipole moments from incompleteboundary data for Magnetoencephalography inverse problem (2011)
  • 著者名/発表者名: Aoshika, H., Nara, T., Amano, K. and Takeda T
  • 雑誌名: JSIAM Letters 巻: 3 ページ: 65-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural processes for intentional control of perceptual switching : An MEG study perceptual switching : An MEG study (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimono, M., Takeda, T.
  • 雑誌名: Human Brain Mapping 巻: 32 ページ: 394-412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helium Circulation System (HCS) for the MEG (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeda, T., Okamoto, M., Miyazaki, T., Katagiri, K.
  • 雑誌名: Magnetoencephalography edited by Elizabeth Pang, INTECH ページ: 195-210
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computation of multipole moments from incomplete boundary data for Magnetoencphalography inverse problem (2011)
  • 著者名/発表者名: Aoshika, H., Nara, T., Amano, K., Takeda, T.
  • 雑誌名: JSIAM Letters 巻: 3 ページ: 65-68
  • NAID: 130001390408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visual mismatch response evoked by a perceptually indistinguishable oddball (2011)
  • 著者名/発表者名: Kogai, T., Aoyama, A., Amano, K., Takeda, T.
  • 雑誌名: NeuroReport 巻: 22 ページ: 535-538
  • 査読あり
• [雑誌論文] MEG feature selection for motion prediction (2011)
  • 著者名/発表者名: Qi, L., Amano, K., Shimono, M., Takeda, T.
  • 雑誌名: The Journal of Japan Biomagnetism and Bioelectromagnetics Society 巻: 22 ページ: 3-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural processes for intentional control of perceptual switching : An MEG study (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimono M., Takeda T.
  • 雑誌名: Human Brain Mapping 巻: 32 ページ: 394-412
  • 査読あり
• [雑誌論文] MEG feature selection for motion prediction (2011)
  • 著者名/発表者名: Qi L., Amano K., Shimono M., Takeda T.
  • 雑誌名: The Journal of Japan Biomagnetism and Bioelectromagnetics Society 巻: 24
  • 査読あり
• [雑誌論文] MEG feature selection for motion prediction (2010)
  • 著者名/発表者名: Qi, L., Amano, K., Shimono, M., Takeda, T
  • 雑誌名: The Journal of Japan Biomagnetism and Bioelectromagnetics Society 巻: 22(2) ページ: 3-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conditional spatial-frequency selective pooling of one-dimensional motion signals into global two-dimensional motion (2010)
  • 著者名/発表者名: Maruya, K., Amano, K., Nishida, S
  • 雑誌名: Vision Research 巻: 50(11) ページ: 1056-1064
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping hV4 and ventral occipital cortex: The venous eclipse (2010)
  • 著者名/発表者名: Winawer, J., Horiguchi, H., Sayres, R., Amano, K., Wandell, B
  • 雑誌名: Journal of Vision 巻: 10(5) ページ: 1-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conditional spatial-frequency selective pooling of one-dimensional motion signals into global two-dimensional motion (2010)
  • 著者名/発表者名: Maruya K., Amano K., Nishida S.
  • 雑誌名: Vision Research 巻: 50 ページ: 1056-1064
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping hV4 and ventral occipital cortex : The venous eclipse (2010)
  • 著者名/発表者名: Winawer J., Horiguchi H., Sayres R., Amano K., Wandell B.
  • 雑誌名: Journal of Vision 巻: 10 ページ: 1-22
  • 査読あり
• [学会発表] 脳活動イメージングによる視覚研究の基礎と最新の研究動向 -アルファ波の機能的意義 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天野薫
  • 学会等名: 日本視覚学会２０１３年冬季大会
  • 発表場所: 東京、工学院大学
• [学会発表] MEG（脳磁計）データの解析を用いた、視聴覚同時性判断に関するヒトの脳機能の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 曽根竜彦 ，天野 薫 ，武田常広
  • 学会等名: 日本視覚学会２０１３年冬季大会
  • 発表場所: 東京、工学院大学
• [学会発表] Estimation of visual perception timing for gradual onset of random-dots coherent motion (2013)
  • 著者名/発表者名: Liang Qi, Kaoru Amano, Tsunehiro Takeda
  • 学会等名: Winter Annual meeting 2012 of the Vision Society of Japan
  • 発表場所: 東京、工学院大学
• [学会発表] MEGを用いたオブジェクト認知に関する脳情報のデコーディング (2013)
  • 著者名/発表者名: 湯淺健一、天野薫、青山敦、武田常広
  • 学会等名: 第6回マルチモーダル脳情報研究会
  • 発表場所: 千葉、千葉大学
  • 招待講演
• [学会発表] The analysis of objective recognition free from stimulus modality (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuasa,K., Amano,K., Aoyama,A., Takeda,T
  • 学会等名: 18th International Conference on Biomagnetism
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] Estimation of visual perception timing for gradual onset of random-dots coherent motion (2013)
  • 著者名/発表者名: Liang Qi, Kaoru Amano, Tsunehiro Takeda
  • 学会等名: 18th International Conference on Biomagnetism
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] An explicit method for MEG inverse problem with the equivalent current dipoles and quadrupoles source model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nara, T., Amano, K., Takeda, T.
  • 学会等名: 18th International Conference on Biomagnetism
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] An Efficient Liquid Helium Circulation System (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeda T, Okamoto M2, Miyazaki T1, Morita N and Katagiri K
  • 学会等名: 18th International Conference on Biomagnetism
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] 視覚的意識を生み出す機能的結合 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天野薫
  • 学会等名: 日本生体磁気学会
  • 発表場所: 東京, 東京電機大学
• [学会発表] MEG（脳磁計）データの解析を用いた），多感覚同時性判断に関するヒトの脳機能の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 曽根竜彦，天野薫，武田常広
  • 学会等名: 日本生体磁気学会
  • 発表場所: 東京, 東京電機大学
• [学会発表] オブジェクト認知の感覚系に依らない脳機構研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 湯淺健一、天野薫、青山敦、武田常広
  • 学会等名: 日本生体磁気学会
  • 発表場所: 東京, 東京電機大学
• [学会発表] MEG用ヘリウム循環装置の遠隔監視 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡本雅美、宮崎隆、森田直樹、宇野裕、武田常広
  • 学会等名: 日本生体磁気学会
  • 発表場所: 東京, 東京電機大学
• [学会発表] MEG（脳磁計）を用いた異種感覚刺激におけるヒトの脳の同時性判断メカニズムの研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡和諭希、天野薫、宇野裕、武田常広
  • 学会等名: 日本生体磁気学会
  • 発表場所: 東京, 東京電機大学
• [学会発表] Estimation of visual perception timing during random-dots coherent motion from incoherent to coherent (2013)
  • 著者名/発表者名: 斉亮、天野薫、武田常広
  • 学会等名: 日本生体磁気学会
  • 発表場所: 東京, 東京電機大学
• [学会発表] HCSの市販MEGへの搭載結果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武田常広、岡本雅美、宮崎隆、森田直樹、片桐啓志
  • 学会等名: 日本生体磁気学会
  • 発表場所: 東京, 東京電機大学
• [学会発表] シグナルスペースセパレーションにおける多重極展開の安定化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宇野裕、斉亮、天野薫、武田常広
  • 学会等名: 日本生体磁気学会
  • 発表場所: 東京, 東京電機大学
• [学会発表] The analysis of objective recognition free from stimulus modality (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuasa, K., Amano, K., Aoyama, A., Takeda, T
  • 学会等名: 18th International conference onBiomagnetism
  • 発表場所: France, Paris
  • 年月日: 2012-08-29
• [学会発表] 親密度の差異による概念認知時の脳機能の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 湯浅健一、青山敦、天野薫、本田敏、武田常広
  • 学会等名: 日本視覚学会2012年冬季大会
  • 発表場所: 東京、工学院大学
• [学会発表] 視覚的意識の神経相関-Adaptation Induced Blindnessを用いた検討- (2012)
  • 著者名/発表者名: 天野薫、高橋俊昌、武田常広、本吉勇
  • 学会等名: 日本視覚学会2012年冬季大会
  • 発表場所: 東京、工学院大学
• [学会発表] 写真刺激および文字刺激を用いたオブジェクト認知に関する脳活動の計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯浅健一、天野薫, 青山敦, 武田常広
  • 学会等名: 第8回人間情報学会講演会
  • 発表場所: 東京、東大、
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] 写真刺激および文字刺激を用いたオブジェクト認知に関する脳活動の計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯浅健一、天野薫, 青山敦, 武田常広
  • 学会等名: 第7回人間情報学会講演会
  • 発表場所: 東京、東大
  • 年月日: 2011-06-15
• [学会発表] 閉眼状態における後頭葉α波増大のメカニズムについて (2011)
  • 著者名/発表者名: 米家惇、天野薫、武田常広
  • 学会等名: 日本視覚学会2011年冬季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-01-18
• [学会発表] 視覚的意識の神経相関-Adaptation Induced Blindnessを用いた検討- (2011)
  • 著者名/発表者名: 天野薫、高橋俊昌、武田常広、本吉勇
  • 学会等名: 日本視覚学会2011年冬季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-01-17
• [学会発表] 親密度の差異による概念認知時の脳機能の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯淺健一、青山敦、天野薫、本田敏、武田常広
  • 学会等名: 日本視覚学会2011年冬季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-01-17
• [学会発表] Neural responses involved in adaptation-induced blindness (2011)
  • 著者名/発表者名: Amano, K., Takahashi, T., Takeda T., Motoyoshi, I.
  • 学会等名: 2011 AEVO Annual Meeting
  • 発表場所: アメリカ、オーランド
• [学会発表] Measurement of Brain Activity Related to Conceptual Recognition during Sensory and Semantic Tasks (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuasa, K., Aoyama, A., Amano, K., Honda, S., Takeda, T.
  • 学会等名: 8th.NFSI and ICBEM 2011
  • 発表場所: カナダ、バンフ
• [学会発表] 逐次ベイジアンフィルタリングを用いた能磁計図測データのノイズリダクション (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇野裕、天野薫、武田常広
  • 学会等名: 第26回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 福岡、九大
• [学会発表] MEGによる純音を想像する反応の検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 彭飛、天野薫、斉亮、李鎬〓、武田常広
  • 学会等名: 第26回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 福岡、九大
• [学会発表] Visual awarenessの神経相関 (2011)
  • 著者名/発表者名: 天野薫、高橋俊昌、武田常広、本吉勇
  • 学会等名: 第26回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 福岡、九大
• [学会発表] 眼瞼開閉に伴うヒト後頭α波強度変化のメカニズムについて (2011)
  • 著者名/発表者名: 米家惇、寺尾将彦、天野薫、武田常廣
  • 学会等名: 第26回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 福岡、九大
• [学会発表] MEG用ヘリウム循環装置の実用化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武田常広、岡本雅美、宮崎隆、片桐啓志
  • 学会等名: 第26回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 福岡、九大
• [学会発表] Evaluation of compensation signal space separation on gradiometer only MEG system via simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: 斉亮、宇野裕、天野薫、武田常広
  • 学会等名: 第26回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 福岡、九大
• [学会発表] MEG用ヘリウム循環装置の自動制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本雅美、武田常広
  • 学会等名: 第26回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 福岡、九大
• [学会発表] 感覚的刺激,言語的刺激を用いた認知に関する脳活動の計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯浅健一、天野薫, 青山敦, 武田常広
  • 学会等名: 第26回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 福岡、九大
• [学会発表] Compensation signal space separation for preserving brain activities in gradiometer only MEG system (2011)
  • 著者名/発表者名: Qi, L., Amano, K., Uno, U., Takeda, T.,
  • 学会等名: 34th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 名古屋、パシフィコ横浜
• [学会発表] Performance of the Helium Circulation System on a Commercialized MEG (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeda, T., Okamoto, M., Miyazaki, T., Katagiri, K.
  • 学会等名: LT26 (Law Temperature 26)
  • 発表場所: 中国、北京
• [学会発表] Subject-dependent feature selection for MEG-based BCI application (2011)
  • 著者名/発表者名: Qi, L., Amano, K., Shimono, M., Takeda, T.
  • 学会等名: 41st Annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: アメリカ、ワシントンDC
• [学会発表] Measurement of brain activity related to conceptual recognition during sensory and semantic tasks-an MEG study (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuasa, K., Amano, K., Aoyama, A., Takeda, T.
  • 学会等名: 41st Annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: アメリカ、ワシントンDC
• [学会発表] MEG用ヘリウム循環装置の自動制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本雅美、武田常広
  • 学会等名: 第85回2011年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 金沢、金沢歌舞伎座
• [学会発表] MEG用HISの市販MEG装置への搭載 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武田常広、岡本雅美、宮崎隆、森田直樹、片桐啓志
  • 学会等名: 第85回2011年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 金沢、金沢歌舞伎座
• [学会発表] 挿入管径112インチのヘリウム循環装置 (2010)
  • 著者名/発表者名: 武田常広、岡本雅美、片桐啓志
  • 学会等名: 低温工学・超電導学会講演概要集
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] Neural responses involved in adaptation induced blindness (2010)
  • 著者名/発表者名: Amano, K., Takahashi, T., Takeda T., Motoyoshi, I.
  • 学会等名: Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego、USA
  • 年月日: 2010-10-01
• [学会発表] 標準挿入管径を持ったヘリウム循環装置 (2010)
  • 著者名/発表者名: 武田常広、岡本雅美、片桐啓志
  • 学会等名: 第25回日本生体磁気学会大会論文集
  • 発表場所: 柏
  • 年月日: 2010-07-30
• [学会発表] ファントムデータを用いた直接解法の検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤晴彦、青鹿弘行、奈良高明、天野薫、武田常広
  • 学会等名: 第25回日本生体磁気学会大会論文集
  • 発表場所: 柏
  • 年月日: 2010-07-30
• [学会発表] 脳磁場逆問題のための直接解法における多重極係数の高精度計算法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青鹿弘行、佐藤晴彦、奈良高明、天野薫、武田常広
  • 学会等名: 第25回日本生体磁気学会大会論文集
  • 発表場所: 柏
  • 年月日: 2010-07-30
• [学会発表] MEG用ヘリウム循環装置の制御システムの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本雅美、武田常広
  • 学会等名: 第25回日本生体磁気学会大会論文集
  • 発表場所: 柏
  • 年月日: 2010-07-30
• [学会発表] MEGスペクトル振幅を用いた運動軌道予測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 斉亮、天野薫、下野昌宜、武田常広
  • 学会等名: 第25回日本生体磁気学会大会論文集
  • 発表場所: 柏
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] 順応誘発盲のMEG計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊昌、天野薫、本田敏、武田常広、青山敦、本吉勇
  • 学会等名: 第25回日本生体磁気学会大会論文集
  • 発表場所: 柏
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] MEGデータの多クラスSVM解析を用いた聴取音および想起音の推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 米家惇、天野薫、武田常広
  • 学会等名: 第25回日本生体磁気学会大会論文集
  • 発表場所: 柏
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] 時変分散ARモデルを用いた誘発脳磁場のモデル化と推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇野裕、天野薫、武田常広
  • 学会等名: 第25回日本生体磁気学会大会論文集
  • 発表場所: 柏
• [備考]
  • URL: http://www.brain.k.u-tokyo.ac.jp/people/takeda/takeda-j.html
• [備考]
  • URL: http://www.brain.k.u-tokyo.ac.jp/~amano/amano-j.html
• [備考]
  • URL: http://www.brain.k.u-tokyo.ac.jp/~takeda/
• [備考]
  • URL: http://www.brain.k.u-tokyo.ac.jp/~amano/
• [備考]
  • URL: http://www.brain.k.u-tokyo.ac.jp/~takeda/
• [備考]
  • URL: http://www.brain.k.u-tokyo.ac.jp/~amano/
• [産業財産権] データ処理装置、及びプログラム (2011)
  • 発明者名: 武田常広、宇野 裕、天野 薫
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 2011-124688
  • 出願年月日: 2011-06-03
• [産業財産権] データ処理装置、及びプログラム (2011)
  • 発明者名: 武田常広, 宇野裕, 天野薫
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学
  • 産業財産権番号: 2011-124688
  • 出願年月日: 2011-06-02