• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

行動と脳の神経活動を結ぶ数理計算モデル技術

計画研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 26112004
研究機関東京工業大学

研究代表者

小池 康晴  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10302978)

研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード神経科学 / リハビリテーション / 解析・評価 / モデル化
研究実績の概要

本研究では、数理モデルを用いた解析技術を学習の発達過程での回路の変遷や損傷・障害からの回復における回路の再編に関与する神経機構を明らかにする研究に応用することを目的としている。このとき、身体のダイナミクスを考慮に入れた筋骨格系モデルを用いて、脳活動度運動データとを関連づけ、因果関係を特定することを目指している。

本年度は、大規模データ解析手法の開発では、指の運動タスクを行っているときの運動関連領野の活動から運動を識別するデコーダの作成において、昨年までに行ってきた信号源推定だけで無く、対規模ネットワークを解析するための信号源シナジーという新しい考え方を取り入れ、推定精度をより高めたデコーダを作成することができた。
また、多自由度腕のダイナミクスモデルを用いた大規模データの解析手法の開発では、筋シナジーを用いた腕の運動制御モデルを作成し、手首と指の動きの識別を可能とした。

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

脳波から信号源を推定し、さらに、信号源同士の同期的な活動を信号源シナジーとしてデコーデダーを作成した結果、信号源を単独で用いるよりも、指の運動方向識別において精度が高くなることが分かった。回路シフトの動態を調べる上でも、信号源単体の活動変化だけで無く、ネットワークとしての活動変化を可視化することができた。

今後の研究の推進方策

課題の前後での活動から、回路シフトを定量的に解析することで、回路シフトの動態を詳しく解析していく。また、計画班、公募班で得られたデータについても、引き続き解析していく。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Decoding of Ankle Flexion and Extension from Cortical Current Sources Estimated from Non-invasive Brain Activity Recording Methods2018

    • 著者名/発表者名
      Alejandra Mejia Tobar, Rikiya Hyoudou, Kahori Kita, Tatsuhiro Nakamura, Hiroyuki Kambara, Yousuke Ogata, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike, Natsue Yoshimura
    • 雑誌名

      frontiers in Neuroscience

      巻: 11(733) ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fnins.2017.00733

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Versatile locomotion control of a hexapod robot using a hierarchical network of non-linear oscillator circuits2018

    • 著者名/発表者名
      Ludovico Minati, Mattia Frasca, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike
    • 雑誌名

      IEEE Accesss

      巻: 6 ページ: 8042-8065

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2018.2799145

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Decoding of finger movement in humans using synergy of EEG cortical current signals2017

    • 著者名/発表者名
      Natsue Yoshimura, Hayato Tsuda, Toshirhiro Kawase, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7:11382 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-017-09770-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Decoding of emotional responses to user-unfriendly computer interfaces via electroencephalography signals2017

    • 著者名/発表者名
      Natsue Yoshimura, Osamu Koga, Yu Katsui, Yousuke Ogata, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike
    • 雑誌名

      ACTA IMEKO

      巻: 6(2) ページ: 93-98

    • DOI

      10.21014/acta_imeko.v6i2.383

    • 査読あり
  • [学会発表] Relationship between muscle synergies and physical performance in patients with hemiparesis2017

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kawase, Atsuko Nishimura, Atsuko Nisimoto, Fumio Liu, Yeongdae Kim, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike
    • 学会等名
      47th annual meeting of the Society for Neuroscience (SfN)
    • 国際学会
  • [学会発表] Classification of Movement Direction from EEG Signals before Movement2017

    • 著者名/発表者名
      Hyeonseok Kim, Yasuharu Koike
    • 学会等名
      4th International Conference on Biomedical and Bioinformatics Engineering (ICBBE2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Brain activity synergy analysis for motion decoding2017

    • 著者名/発表者名
      Natsue Yoshimura, Hayato Tsuda, Toshihiro Kawase, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike
    • 学会等名
      Yamada Symposium 2017 on “Neuroimaging of Natural Behaviors”
  • [学会発表] Multi-Class Decoding of Ankle Movements Usin Non-Invasive Brain Acitvity Recording Methods2017

    • 著者名/発表者名
      Alejandra Mejia Tobar, Rikiya Hyoudo, Kahori Kita, Tatsuhiro Nakamura, Hiroyuki Kambara, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike, Natsue Yoshimura
    • 学会等名
      7th Graz Brain-Cmonputer interface Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Motor learning model adapting to velocity force-field reaching task2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kambara, Haruka Shimizu, Atsushi Takagi, Tosihiro Kawase, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike
    • 学会等名
      第27回日本神経回路学会全国大会(JNNS2017)
  • [学会発表] シナジー解析による運動識別2017

    • 著者名/発表者名
      吉村奈津江, 川瀬利弘, 小池康晴
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] BMIによるニューロリハビリテーションと日常動作補助のための外骨格ロボット:肘と手関節に対するEMGとSSVEPを用いたハイブリッド制御2017

    • 著者名/発表者名
      川瀬利弘, 小池康晴, 神作憲司
    • 学会等名
      第40会日本神経科学大会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi