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2019 年度 実施状況報告書

VRを用いた人における探索行動パターンの定量化と認知機能の予測手法開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K18140
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

阿部 真人  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 特別研究員 (60758027)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード探索行動 / レヴィウォーク / 臨界点 / 非線形ダイナミクス / Zipf則 / 活動量データ
研究実績の概要

人間の行動パターンにおけるスケーリング則を解析し、認知機能との関係を明らかにすることで、行動パターンのプロセス解明と認知機能低下の予測および予防手法の開発を目指している。2019年度は、主に3つの課題に取り組んだ。1つ目は、高齢者の会話における単語使用の大規模データを取得し、その単語の頻度のスケーリング則を解析し、スケーリング則の指数と認知機能との関連性を発見した。これにより認知機能を会話データから予測する手法の開発につながることが予想される。その結果を論文にまとめ、Sci. Rep.に投稿し現在査読中である。2つ目は、探索行動パターンを生む脳の数理モデルを開発し、普遍的にみられるスケーリング則であるレヴィウォークのパターンが非線形ダイナミクスにおける臨界状態と関連することを明らかにし、行動の多様性創出に一役買っていることが示唆された。これにより脳のダイナミクスの性質とその機能を結びつけることが可能になると考えられ、認知機能の低下をメカニズムレベルから考察できる可能性がある。その結果を論文にまとめ、PNASに投稿し現在改訂中である。3つ目は、2018年度に高齢者を対象に取得した移動・行動パターンの時系列データと、英国の大規模データバンクであるUKBiobankのデータを用い、活動時系列データにみられるダイナミクスのスケーリング則を解析し、認知機能や主観的幸福度との関連性を明らかにした。現在、その結果をまとめて論文執筆中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

実験データにおける認知機能との関連性の発見だけでなく、その理論モデルも構築でき、論文執筆を終え投稿した段階まで進んだため。

今後の研究の推進方策

高齢者の探索行動の実験を行うための、シンプルなフレームワークを作り、実験を行う。その行動パターンと認知機能の関連性を明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

ジャーナルの掲載料として残すため、一件、国際会議に行く予定をやめたから。本年度は投稿中の論文がacceptになることが予想されるので、掲載料として払う予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Lévy walks emerging near a critical point2020

    • 著者名/発表者名
      Masato S. Abe
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1101/2020.01.27.920801

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Scaling laws in spoken language associated with cognitive functions2019

    • 著者名/発表者名
      Masato S. Abe, Mihoko Otake-Matsuura
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1101/841247

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Scaling laws in spoken-language associated with cognitive functions2019

    • 著者名/発表者名
      Masato S. Abe and Mihoko Otake-Matsuura
    • 学会等名
      日本数理生物学会
  • [学会発表] Levy walks emerge near a critical point2019

    • 著者名/発表者名
      Masato S. Abe
    • 学会等名
      SWARM 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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