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皮質脳波の情報回路解析に基づく神経表象変換メカニズムの検討

公募研究

研究領域非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解
研究課題/領域番号 18H04950
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関公立はこだて未来大学

研究代表者

佐藤 直行  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (70312668)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード脳神経科学 / 非侵襲的脳活動計測 / 情報システム / ニューラルネットワーク / 脳活動計測 / 脳・神経 / 神経科学 / 認知科学 / 数理工学 / 農神経疾患
研究実績の概要

本研究課題は,先の新学術研究・公募班(H28-29,代表者)の成果として得た脳波コヒーレンス情報回路解析手法を基盤として,神経表象の局所変換に関する新しい解析手法を構築することが目的である.平成31年度は、解析手法をより低い計算負荷で実装する方法を確立した。令和元年度は、呼称課題における皮質脳波データを提案手法で解析した際に得られる結果について、その生理学的な妥当性を検討した。ただし、シミュレーション結果によれば、分散表現との関連はコヒーレンス(コラム単位)で生じるが、一方、皮質脳波ではむしろクロススペクトルパワで強いことが明らかになったため、以降の解析は主にクロススペクトルパワについて行った。結果として、刺激提示後の0.2-0.8秒、ガンマ帯域、後部紡錘状回関連の回路が、0.4-1.0 秒、ベータ帯域、下前頭回・前部紡錘状回・後部中側頭回を含む大域回路が、さらに、発話直前の-0.6~0秒、シータ帯域、後部中側頭回・縁上回を含む大域回路で、分散表現とクロススペクトルパワが関連することが示された。中でも、刺激提示後0.4-1.0秒のベータ帯域の回路が高次の言語分散表現と関連していた。これらの結果は、時間帯、部位ともに従来知見と合致しており、提案手法が妥当であることを支持する。一方、本研究課題の目的に掲げた複数モダリティの関連性の評価については、本提案手法をそのまま応用できることが期待されるものの、安定性の高い結果を得るには至っておらず、今後の継続的な評価・解析を要する。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Successful encoding during natural reading is associated with fixation-related potentials and large-scale network deactivation2018

    • 著者名/発表者名
      Nayouki Sato, Hiroaki Mizuhara
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: 5(5) 号: 5 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1523/eneuro.0122-18.2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Predictability of electrocorticogram coherence using distributed semantic representation2020

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sato
    • 学会等名
      Annual meeting of society for neuroscience (Neuroscience 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Infra-Slow Electroencephalogram Power Associates with Reaction Time in Simple Discrimination Tasks2020

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sato, Yuichi Katori
    • 学会等名
      26th International Conference on Neural Information Processing of the Asia-Pacific Neural Network Society (ICONIP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An electrocorticogram analysis based on the theoretical coupling between subpopulation network structure and cross-spectral power2018

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sato, Riki Matsumoto, Akihiro Shimotake, Masao Matsuhashi, Takayuki Kikuchi, Takeharu Kunieda, Hiroaki Mizuhara, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda,
    • 学会等名
      Annual meeting of Society for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エピソード記憶の神経メカニズム: 「脳を創る」の脳科学研究2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤直行
    • 学会等名
      横浜・函館合同医療研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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