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Learning to control brain activity pattern using real-time functional MRI: A feasibility study

研究課題

研究課題/領域番号 26350993
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 脳計測科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

Bagarinao E. (BAGARINAO E.)  名古屋大学, 脳とこころの研究センター, 特任准教授 (00443218)

連携研究者 磯田 治夫  名古屋大学, 脳とこころの研究センター, 教授 (40223060)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードreal-time functional MRI / neurofeedback / support vector machine / brain machine interface / machine learning
研究成果の概要

本研究では、即時に脳機能状態を識別して可視化する、リアルタイム機能的MRIによる脳機能識別システムを独自に開発し、被験者が自分の脳の状態を観察しながら、目的とするパターンに制御する、つまり、ニューロフィードバック制御、の可能性について検証した。結果では、開発したシステムは、全体の処理を、画像取得時間(2秒)よりも速く行う事が出来た。3つのタスク(指を鳴らす行為を想像、語想起、引き算)について、リアルタイム機能的MRIを撮像しながら、被検者に識別、再現させるフィードバック実験では、サポートベクターマシンを用いる事により、一貫して80%以上の平均識別精度で、目的とする脳状態を再現する事ができた。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Development of a Brain Machine Interface Using a Neurofeedback fMRI System - A Small Humanoid Represents Imagery Movements -2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yoshida, Epifanio Bagarinao, Mika Ueno, Haruo Isoda, Kazunori Terabe, Shohei Kato, Toshiharu Nakai
    • 学会等名
      1st Annual Scientific Meeting of the ISMRM Japanese Chapter
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2017-02-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Building an Activation Map Driven Operation System for a Small Humanoid Using Real-time fMRI - An Initial Report -2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yoshida, Epifanio Bagarinao, Mika Ueno, Kazunori Terabe, Shohei Kato, Haruo Isoda, Toshiharu Nakai
    • 学会等名
      BrainConnects 2016
    • 発表場所
      Taichung, Taiwan
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] EEG-fMRI同時計測による意味記憶課題中のサブセカンドレベルでの連続的な脳活動の検出2016

    • 著者名/発表者名
      Kengo Mizuno, Epifanio Bagarinao, Satoshi Maesawa, Saea Tohira, Hirohisa Watanabe, Toshiharu Nakai, and Haruo Isoda
    • 学会等名
      44th Annual Meeting of the Japanese Society for Magnetic Resonance in Medicine
    • 発表場所
      Saitama, Japan
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Sub-second activation dynamics of the oddball task: A simultaneous EEG-fMRI study2016

    • 著者名/発表者名
      E. Bagarinao, K. Mizuno, S. Maesawa, H. Watanabe, S. Tohira, T. Nakai, and H. Isoda
    • 学会等名
      39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Detecting subsecond activation changes during interictal epileptic spike using simultaneous EEG-fMRI2016

    • 著者名/発表者名
      Epifanio Bagarinao, Satoshi Maesawa, Yuji Ito, Hirohisa Watanabe, and Haruo Isoda
    • 学会等名
      22nd Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sequential activation in sub-second range during working memory task: A simultaneous EEG-fMRI study2016

    • 著者名/発表者名
      Kengo Mizuno, Epifanio Bagarinao, Satoshi Maesawa, Saea Tohira, Hirohisa Watanabe, Toshiharu Nakai, and Haruo Isoda
    • 学会等名
      22nd Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time fMRI を使用した小型ヒューマノイド Neurofeedback システムの構築2016

    • 著者名/発表者名
      吉田旭宏, エピファニオ バガリナオ, 上野美果, 寺部和紀, 加藤昇平, 礒田治夫, 中井敏晴
    • 学会等名
      平成28年度日本生体医工学会東海支部学術集会
    • 発表場所
      名古屋市、愛知県
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Real-time functional MRI2016

    • 著者名/発表者名
      Epifanio Bagarinao
    • 学会等名
      Lecture presented at Tri-Service General Hospital
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detecting activation patterns from functional MRI datasets with undetermined event onsets using support vector machines2015

    • 著者名/発表者名
      E. Bagarinao, S. Maesawa, H. Watanabe, H. Isoda
    • 学会等名
      45th Annual Meeting of the Society for Neuroscience (Neuroscience 2015)
    • 発表場所
      Chicago, IL, USA
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applications of support vector machines in neuroimaging studies: Identifying imaging biomarkers and real-time brain state decoding2015

    • 著者名/発表者名
      E. Bagarinao
    • 学会等名
      BrainConnects 2015
    • 発表場所
      Nagoya, Aichi, Japan
    • 年月日
      2015-07-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time classification of brain activation patterns using support vector machine and its potential application as a tool for cognitive training2015

    • 著者名/発表者名
      E. Bagarinao, S. Maesawa, H. Watanabe, D. Mori, T. Nakai, H. Isoda, and G. Sobue
    • 学会等名
      38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Implementation of a real-time functional-MRI-based brain state decoder system and its potential application as a brain machine interface2015

    • 著者名/発表者名
      E. Bagarinao, S. Maesawa, H. Watanabe, D. Mori, T. Nakai, H. Isoda and G. Sobue
    • 学会等名
      The 54th Annual Conference of the Japanese Society for Medical and Biological Engineering
    • 発表場所
      Nagoya City, Aichi
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Building prediction models for resting state networks using support vector machines for regression2014

    • 著者名/発表者名
      E. Bagarinao, S. Maesawa, M. Fujii, D. Mori, H. Watanabe, T. Wakabayashi, H. Isoda, G. Sobue
    • 学会等名
      44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington, DC, USA
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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