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2019 年度 実績報告書

心的イメージの神経基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H05710
研究機関京都大学

研究代表者

神谷 之康  京都大学, 情報学研究科, 教授 (50418513)

研究分担者 塚本 光昭  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 研究技術員 (00514481)
吉川 左紀子  京都大学, こころの未来研究センター, 特定教授 (40158407)
研究期間 (年度) 2015-05-29 – 2020-03-31
キーワード視覚 / 心的イメージ / 睡眠 / 夢 / 脳イメージング / 機械学習 / 深層ニューラルネットワーク
研究実績の概要

本課題では、脳情報デコーディングを活用して知覚、想起、および、夢に共通する神経情報処理とその相違を明らかにすることを目標とした。イメージの種類による脳情報表現の類似性・相違を、画像特徴の階層性と脳部位の両面から解析する方法を確立し、世界で初めて想起イメージを脳から画像として可視化することに成功するなど、分野を超えたインパクトをもたらす成果が得られた。2019年度は、これまでの成果の取りまとめとめ論文として発表するとともに、解析データを「データ論文」として発表し、広く再利用できるリソースを研究コミュニティーに提供した。その過程で、深層ニューラルネットワーク(DNN)の視覚特徴をデコード精度と関連づける網羅的解析を行い、被験者間で共通する情報表現のパターンを見出した。多様な幾何学錯視・空間的補填錯視を用いた研究も継続したが、被験者間で一貫する結果が得られず、今後の詳細な検討が必要となった。REM睡眠データについて、画像再構成を用いた解析を行った。夢の具体的な内容を明示的に反映する再構成画像は現在まで得られていないが、長時間の睡眠データを処理するワークフローが確立し、今後は、再構成画像の特徴レベルの解析を行い、睡眠時と覚醒時、あるいは、夢見時と夢のない睡眠時の間で異なる特徴を探索する予定である。また、国内外のアーティストと成果にもとづくアート作品の制作・展示を行った。脳から生成するアート作品を介してアートとサイエンスの融合を図るべく、多くのアート関係者との交流をもった。
また当初のメンバーに加え、研究スタッフ・学生(青木俊太郎、PARK Jongyun,VAFAEI Shirin, CHENG Fan, HO Jun Kai, 谷 勇輝、阿部遼太郎、田中美里(ATR))が新たにこのプロジェクトに参加した。

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。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2015 その他

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 (14件) (うち国際学会 14件、 招待講演 4件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Peripheral blood metabolome predicts mood change-related activity in mouse model of bipolar disorder2019

    • 著者名/発表者名
      Hideo Hagiwara, Tomoyasu Horikawa, Yasuhiro Irino, Hironori K. Nakamura, Juzoh Umemori, Hirotaka Shoji, Masaru Yoshida, Yukiyasu Kamitani, Tsuyoshi Miyakawa
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 12 ページ: 107

    • DOI

      10.1186/s13041-019-0527-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] End-to-end deep image reconstruction from human brain activity2019

    • 著者名/発表者名
      Guohua Shen, Kshitiji Dwivedi, Kei Majima, Tomoyasu Horikawa, Yukiyasu Kamitani
    • 雑誌名

      Frontiers in Computational Neuroscience

      巻: 13 ページ: 21

    • DOI

      10.3389/fncom.2019.00021

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 幻肢痛患者の主観的な幻肢運動の皮質表現2019

    • 著者名/発表者名
      福間 良平、柳澤 琢史、田中 將貴、Ben SEYMOUR、細見 晃一、貴島 晴彦、吉峰 俊樹、神谷 之康、齋藤 洋一
    • 雑誌名

      PAIN RESEARCH

      巻: 34 ページ: 39-43

    • DOI

      10.11154/pain.34.39

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] MEG neurofeedback with virtual image of phantom hand reduces phantom limb pain2019

    • 著者名/発表者名
      Takufumi YANAGISAWA, Ryohei FUKUMA, Ben SEYMOUR, Masataka TANAKA, Koichi HOSOMI, Okito YAMASHITA, Haruhiko KISHIMA, Yukiyasu KAMITANI, Youichi SAITOH,
    • 学会等名
      Real-time Functional Imaging and Neurofeedback Conference(rtFIN2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] 主観的幻肢運動の皮質表現2019

    • 著者名/発表者名
      福間 良平、柳沢 琢史、田中 將貴、Ben SEYMOUR、 細見 晃一、貴島 晴彦、吉峰 俊樹、神谷 之康、齋藤 洋一
    • 学会等名
      第49回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 国際学会
  • [学会発表] Sustainable reduction of phantom limb pain by MEG-based BMI2019

    • 著者名/発表者名
      Takufumi YANAGISAWA, Ryohei FUKUMA, Ben SEYMOUR, Masataka TANAKA, Koichi HOSOMI, Okito YAMASHITA, Yukiyasu KAMITANI, Youichi SAITOH
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting(Neuroscience2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Semantic vector based decoding of natural scenes from electrocorticogram2019

    • 著者名/発表者名
      Ryohei FUKUMA, Takufumi YANAGISAWA, Shinji NISHIMOTO, Masataka TANAKA, Shota YAMAMOTO, Satoru OSHINO, Yukiyasu KAMITAN, Haruhiko KISHIMA
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting(Neuroscience2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Attention biases neural representations of hierarchical visual features2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyasu HORIKAWA, Yukiyasu KAMITANI
    • 学会等名
      Cognitive Computational Neuroscience(CCN2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Inter-individual deep image reconstruction2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyasu HORIKAWA, Yukiyasu KAMITANI
    • 学会等名
      15th Asea-Pacific Conference on Vision (APCV2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstructing visual and subjective experience from the brain2019

    • 著者名/発表者名
      Yukiyasu KAMITANI
    • 学会等名
      15th Asia-Pacific Conference on Vision(APCV2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Decoding image motion using deep neural network features2019

    • 著者名/発表者名
      Ken SHIRAKAWA, Yukiyasu KAMITANI
    • 学会等名
      15th Asia-Pacific Conference in Vision (APCV2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Brain-Machine Interface training relieves phantom limb pain2019

    • 著者名/発表者名
      Takufumi YANAGISAWA, Ryohei FUKUMA, Ben SEYMOUR, Masataka TANAKA, Koichi HOSOMI, Okito YAMASHITA, Haruhiko KISHIMA, Yukiyasu KAMITANI, Youichi SAITOH
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会(Neuro2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Framework for predicting probability from brain activity2019

    • 著者名/発表者名
      Shirin VAFAEI, Kei MAJIMA, Hiroaki YAMANE, Yukiyasu KAMITANI
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会(Neuro2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Brain hierarchy score: Which deep neural network most matches the human visual hierarchy?2019

    • 著者名/発表者名
      Soma NONAKA, Shuntaro C. Aoki, Kei MAJIMA, Yukiyasu KAMITANI
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会(Neuro2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Decoding dream contetns from human brain activity in REM and non-REM sleep2019

    • 著者名/発表者名
      Yukiyasu KAMITANI
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会(Neuro2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dissonant imaginary2019

    • 著者名/発表者名
      Yukiyasu KAMITANI, Daito MANABE
    • 学会等名
      Sonar2019 Music, Creativity & Technology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neural decoding of what's not there from human brain activity2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyasu HORIKAWA
    • 学会等名
      A Workshop on Hallucinations,Dreams,Imagination,and Virtual Reality,Experiencing What's Not There
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Deep image reconstruction

    • URL

      https://github.com/KamitaniLab/DeepImageReconstruction

  • [備考] End-to-end deep image reconstruction

    • URL

      https://github.com/KamitaniLab/End2EndDeepImageReconstruction

  • [備考] 朝日新聞, 2019.8.25,「(考・ヒト×テクノロジー←→ミライ:4)移ろう美意識、脳内に着目」

    • URL

      https://www.asahi.com/articles/DA3S14151849.html

  • [備考] YouTube Originals MIND FIELD, ‘Mind Reading’

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=AgbeGFYluEA&list=PLZRRxQcaEjA7LX19uAySGlc9hmprBxfEP&index=9&t=4s

  • [産業財産権] 脳活動解析装置、脳活動解析方法および脳活動解析プログラム2015

    • 発明者名
      神谷之康
    • 権利者名
      神谷之康
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      6643771

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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