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2013 年度 実績報告書

脳活動ダイナミクスモデル同定に基づくMEG電流源推定法の高精度化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11J03907
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

福嶋 誠  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワード脳活動ダイナミクス / システム同定 / 脳磁図(MEG) / 電流源推定 / 高次元データ / 状態空間モデル / 逆問題 / 変分ベイズ法
研究概要

前年度までに開発した「異なる電流源同士の時間依存関係ダイナミクスを拘束条件として利用する電流源推定法」(以下, 提案法)をGUIベースの電流源推定ソフトウェアの一部に組み込み, シミュレーションデータ・実験データへの適用による推定精度の詳細な検証を行った. また研究成果を, 2件の国際学会(ISBI 2013, OHBM 2013), 1件の国内学会(Neuro 2013), 1件の一般向け研究開発展示(ATRオープンハウス2013)において発表した.
提案法の推定精度は, 電流源間の時間依存関係ダイナミクスを考慮しない従来のアプローチ(以下, 従来法)との比較を通して評価した. 多変量自己回帰(MAR)モデルから生成したシミュレーションデータを用いた解析では, 提案法において, 従来法よりも小さな正規化平方根平均自乗誤差(nRMSE)[推定電流源と推定MAR係数について]と, 大きなAUC[推定MAR係数について]が算出された. また, ニューラルマスモデルから生成したシミュレーションデータを用いた解析においても, 従来法に比べ, 推定電流源と(推定MAR係数から求まる)推定機能ネットワークに対して, よりよい定量評価値が提案法より得られた. 顔画像視覚刺激提示時に取得された実験データを用いた解析では, 従来法に比べ, より高い被験者間一致性をもって後頭皮質から側頭皮質にかけての活動と腹側視覚経路に対応する機能ネットワークが提案法において推定された.
以上の, シミュレーションデータ・実験データを用いた提案法の推定精度に対する詳細な検証を原著論文としてまとめ, 国際誌NeuroImageに投稿した. 平成25年度末現在, 査読者のコメントを受けて論文の改訂とコメントに対する返答の作成に取り組んでいる段階にあり, 平成26年度初頭にはこれらを提出できるものと考えている.

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013 その他

すべて 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 時間空間拘束条件として解剖学的結合の事前知識を取り入れた脳磁図電流源推定法2013

    • 著者名/発表者名
      福嶋 誠・山下 宙人・Thomas R. Knosche・佐藤 雅昭
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会, 第56回日本神経化学会大会および第23回日本神経回路学会大会合同大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2013-06-21
  • [学会発表] Diffusion MRI informed dynamic MEG source reconstruction with application to face recognition data2013

    • 著者名/発表者名
      Makoto Fukushima, Okito Yamashita, Thomas R. Knosche, Masa-aki Sato
    • 学会等名
      19th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Seattle, US
    • 年月日
      2013-06-19
  • [学会発表] MEG source reconstruction constrained by diffusion MRI based whole brain dynamical model2013

    • 著者名/発表者名
      Makoto Fukushima, Okito Yamashita, Thomas R. Knosche, Masa-aki Sato
    • 学会等名
      2013 IEEE 10th International Symposium on Biomedical Imaging : From Nano to Macro
    • 発表場所
      San Francisco, US
    • 年月日
      2013-04-10
  • [備考]

    • URL

      http://www.cns.atr.jp/~mfukushima

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公開日: 2015-07-15  

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