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2019 年度 実績報告書

「個性」を創発する脳システムの数理モデル開発と統計データ解析

計画研究

研究領域多様な「個性」を創発する脳システムの統合的理解
研究課題/領域番号 16H06533
研究機関東京大学

研究代表者

駒木 文保  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (70242039)

研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
キーワードベイズ統計 / 点過程 / 時系列解析 / スパイクソーティング
研究実績の概要

「個性」を適切に扱うための数理モデルを構築し、開発した数理モデルとベイズ統計に基づく脳科学関連データの解析手法の開発を進めた.また,開発した手法の適用により領域内の共同研究による実データ解析に取り組んだ. 昨年度までに開発に着手していた,カルシウムイメージングなどの画像データからノンパラメトリックベイズ法と無限混合モデルを用いることにより直接ニューラルデコーディングを行う手法についての研究をさらに進め,その成果についてまとめた論文を発表した.このような点過程モデルとノンパラメトリックベイズ法によるデータ解析手法に関連した数理統計学的な研究を進めた.特に,従来の点過程解析手法よりも精度の良い,昨年度までに開発したノンパラメトリックベイズ法による推定手法について,許容性などの数理統計学的に重要な性質についての研究を進めた.また,昨年度までに引き続き,複数の振動子の重ね合わせでデータが構成されていることを表現する統計数理モデルに基づく,時系列データから自動的に振動成分を抽出する統計解析手法を用いて,実データ解析による領域内での複数の共同研究を進めた.さらに,脳活動の光計測に基づくデータのベイズ統計学に基づく解析手法の開発を引き続き進め,領域内の共同研究により昨年度とは異なる実データへの適用を開始した.離散的な観測データから個性に関する基本的な次元を抽出するために,項目反応理論に基づくベイズ解析手法の開発を進めた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

脳科学分野において,実データから知見を得るのに有用な数理モデルの開発とモデルに基づく統計データ解析手法についての研究を進めることができた.特に手法についての数理統計学的性質について新たな知見が得られた.また,開発した数理モデルに基づく手法を用いた共同研究を進めることができた.

今後の研究の推進方策

数理モデルとベイズ統計に基づくでデータ解析手法を道いた領域内での共同研究をさらに進めるとともに,領域がも含めた共同研を推進する.また,開発した手法をプログラムの開発・公開により広く利用可能にすることを目指す.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Deconvolution of calcium imaging data using marked point processes2020

    • 著者名/発表者名
      Shibue Ryohei, Komaki Fumiyasu
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 16 ページ: 25pages

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1007650

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Paired comparison models with age effects modeled as piecewise quadratic splines2019

    • 著者名/発表者名
      Araki Kenji、Hirose Yoshihiro、Komaki Fumiyasu
    • 雑誌名

      International Journal of Forecasting

      巻: 35 ページ: 733~740

    • DOI

      10.1016/j.ijforecast.2018.02.006

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Empirical Bayes matrix completion2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Takeru、Komaki Fumiyasu
    • 雑誌名

      Computational Statistics & Data Analysis

      巻: 137 ページ: 195~210

    • DOI

      10.1016/j.csda.2019.02.006

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Shrinkage priors for nonparametric Bayesian prediction of nonhomogeneous Poisson processes2019

    • 著者名/発表者名
      Fumiyasu Komaki
    • 学会等名
      New and Evolving Roles of Shrinkage in Large-Scale Prediction and Inference (19w5188)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A class of tractable predictive densities for curved exponential families2019

    • 著者名/発表者名
      Fumiyasu Komaki
    • 学会等名
      Symposium in Memory of Charles Stein
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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