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2009 年度 実績報告書

脳電磁界計測を用いた脳神経活動の5次元イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 20500394
研究機関首都大学東京

研究代表者

関原 謙介  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (40326020)

キーワード脳電磁界計 / 脳神経活動 / 事象関連同期 / 信号源推定 / イメージング
研究概要

事象関連脳律動を再構成しようとする場合,事象関連脳律動は背景脳活動より通常1桁小さいため背景脳活動の影響を何らかの方法で除去する必要がある.この除去の方法として平成21年度においても前年度に引き続き(A)プリホワイトニング・アダプティブ空間フィルターを基にしだアプローチおよび(B)変分ベイズ推定法を基にしたアプローチの優劣を評価した.21年度は手指の運動を行いながら計測した実際の脳時間信号データを用いて評価を行った.(A)のプリホワイトニング空間フィルターではコントロール時間窓から求めたデータ共分散行列により,ターゲット時間窓から求めた共分散行列を白色化することにより背景脳活動の影響を除去して関心対象の脳活動を選択的に再構成する方法である.また,(B)の方法は脳活動が比較的少数の因子とノイズの和に分解できると仮定し,コントロールデータから背景脳活動を表す因子と混合行列を求め,これを用いてターゲットデータから関心対象脳活動を表す因子と混合行列を求めることにより背景脳活動を除去し信号成分のみを抽出する.先に述べたように、これらの方法はコントロール時間窓は背景脳活動のみを含み,ターゲット時間窓は背景脳活動と関心対象信号を含むとの前提が必要である.しかし,実際には事象関連脳律動はコントロールとターゲット時間窓の間では強度が変化するのみで両方に存在する.このような方式が仮定する前提条件と実際のデータ計測時の条件のズレに対して(A)および(B)のアプローチが頑強であり実用上問題がないとの結論を得た.さらに平成21年度では,再構成された信号源波形からコヒーレンスを計算し,脳活動の連関を調べる方法についても研究を行い,コヒーレンスの虚部を用いる事の有効生を検証した.また,ジッターを多く含む場合にはエンベロープコヒーレンスを計算する事が有効である事も見出した.さらに,あるボクセルとその他の全てのボクセルとのコヒーレンス虚部の平均を計算する事によりそのボクセル位置での脳神経活動の活性度を評価できることを見出した.次年度においてはこれらの方法を種々の実データで更に評価すると共に,情報の流れや因果的関連を計測できる方法について検討を進めていく.また,コヒーレンス虚部の均を計算する方法については,精神疾患の診断への応用に向けた基礎検討を開始する.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Robust Bayesian estimation of the location, orientation, and time course of multiple correlated neural sources using MEG2010

    • 著者名/発表者名
      Wipf DP, Owen JP, Attias HT, Sekihara K, Nagarajan SS
    • 雑誌名

      Neuroimage 2010 Jan1 ; 49(1)

      ページ: 641-655

  • [雑誌論文] Functional imaging of spinal cord electrical activity from its evoked magnetic field2009

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sato, Yoshiaki Adachi, Masaki Tomori, Senichi Ishii, Shigenori Kawabata, Kensuke Sekihara
    • 雑誌名

      IEEE Trans Biomed Eng 2009Oct ; 56(10)

      ページ: 2452-2460

  • [雑誌論文] 脊髄機能イメージングソフトウェア Sea-viewer (spinal cord electrical activity viewer)の開発2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤朋也、足立善昭、友利正樹、石井宣一、榊経平、川端茂徳、四宮謙一、関原謙介
    • 雑誌名

      臨床神経生理学 第37巻 第4号

      ページ: 123-129

  • [雑誌論文]2009

    • 著者名/発表者名
      Christoph M.Michel, Kensuke Sekihara
    • 雑誌名

      Electrical Neuroimaging(CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS)

      ページ: 49-77

  • [学会発表] Estimating directions of information flow between cortical activities using phase-slope index2010

    • 著者名/発表者名
      K. Sekihara J. P. Owen, H. Attias, D. Wipf., J. P. Owen, H. Attias, D. Wipf, S. S. Nagarajan
    • 学会等名
      17th International Conference on Biomagnetism
    • 発表場所
      Dobrovnik, Croatia
    • 年月日
      20100400
  • [学会発表] Array-gain constraint minimum-norm spatial filter with recursively updated gram matrix for biomagnetic source reconstruction2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sekihara, I.Kumihashi
    • 学会等名
      17th International Conference on Biomagnetism
    • 発表場所
      Dobrovnik, Croatia
    • 年月日
      2010-03-28
  • [学会発表] Estimating causality measures from reconstructed source time courses when large background activities exist2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sekihara, J.Owen, H.Attias, S.S.Nagarajan
    • 学会等名
      17th International Conference on Biomagnetism
    • 発表場所
      Dobrovnik, Croatia
    • 年月日
      2010-03-28
  • [学会発表] Recursive minimum-leakage spatial filter for MCG source imaging2009

    • 著者名/発表者名
      I.Kumihashi, K.Ogata, A.Kandori, B.Tilg, B.Pfeifer, M.Seger, K.Sekihara
    • 学会等名
      7th International Symposium on Noninvasive Functional Source Imaging of the Brain and Heart & 7th International Conference on Bioelectromagnetism
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      20090529-20090531
  • [学会発表] Estimating Functional Connectivity in MEG Source Imaging (keynote talk)2009

    • 著者名/発表者名
      K Sekihara
    • 学会等名
      7th International Symposium on Noninvasive Functional Source Imaging of the Brain and Heart & 7th International Conference on Bioelectromagnetism
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      20090529-20090531
  • [学会発表] Robust Methods for Reconstructing Brain Activity and Functional Connectivity from MEG Data2009

    • 著者名/発表者名
      J.P.Owen, D.P.Wipf, H.T.Attias, K.Sekihara, S.S.Nagarajan
    • 学会等名
      Proceedings of 7th International Symposium on Noninvasive Functional Source Imaging of the Brain and Heart & 7th International Conference on Bioelectromagnetism
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      20090529-20090531
  • [学会発表] Functional source imaging of human spinal cord electrical activity from its evoked magnetic field2009

    • 著者名/発表者名
      T.Sato, Y.Adachi, M.Tomori, K.Sakaki, Senichi Ishii, S.Kawabata, K.Sekihara
    • 学会等名
      Proceedings of 7th International Symposium on Noninvasive Functional Source Imaging of the Brain and Heart & 7th International Conference on Bioelectromagnetism
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      20090529-20090531
  • [学会発表] 多重スキャニングLCMVビームフォーマーを用いた信号源再構成2009

    • 著者名/発表者名
      藤井奨、関原謙介
    • 学会等名
      統計数理研究所・研究集会「医学・工学における逆問題とその周辺」
    • 発表場所
      東京都立川市
    • 年月日
      2009-11-27
  • [学会発表] ビームフォーマーを用いた生体磁気信号処理2009

    • 著者名/発表者名
      関原謙介、田村信也
    • 学会等名
      統計数理研究所・研究集会「医学・工学における逆問題とその周辺」
    • 発表場所
      東京都立川市
    • 年月日
      2009-11-27
  • [備考]

    • URL

      http://www.tmit.ac.jp/~sekihara/

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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