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2011 年度 研究成果報告書

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

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研究課題/領域番号 20500394
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
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)

研究期間 (年度) 2008 – 2011
キーワード生体情報・計測 / 脳機能計測 / 脳画像イメージング
研究概要

本研究においてはまず,ブレインノイズと呼ばれる,背景脳活動の影響除去に取り組んだ.このため,プリホワイトニング・アダプティブ空間フィルターと変分ベイズ推定法を基にしたアプローチを提案しこれらの優劣を評価した.さらに,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研究を行い,コヒーレンスの虚部を用いる事により,再構成アルゴリズムのリークによって生じるシードブラーとよばれるアーチファクトを除去できることを理論的な解析と,それを裏付ける実験データによって示した.また,脳活動間の情報の流れや因果的関連を計測・推定する方法についても研究を進め,多変数自己回帰モデルを用いてグランジャー因果因子を計算することで因果的関連を推定する基本的な検討を行った.この際,多変数自己回帰行列の推定にスパースな解を制約する手法を用いることで計測時に重畳する背景自発脳磁界の影響を低減できることを見出した.さらに本研究では推定された因果因子の統計的な優位性を決める方法ついても,代理データを用いたブートストラップ法,パーミュテーションテストを用いる方法の2種類を開発しコンピュータシミュレーションにより評価を行い,パーミュテーションテストを用いる方法がより信頼性が高いことを見出した.

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (14件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Conductive neuromagnetic fields in the lumbar spinal canal2012

    • 著者名/発表者名
      Ishii S, Kawabata S, Tomizawa S, Tomori M, Sakaki K, Shinomiya K, Sekihara K, Sato T, Adachi Y, Okawa A
    • 雑誌名

      Clin Neurophysiol

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance evaluation of the Champagne source reconstruction algorithm on simulated and real M/EEG data2012

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

      Neuroimage

      巻: 60(1) ページ: 305-23

  • [雑誌論文] Removal of spurious coherence in MEG source-space coherence analysis2011

    • 著者名/発表者名
      Sekihara K, Owen JP, Trisno S, Nagarajan SS
    • 雑誌名

      IEEE Trasns Biomed Eng

      巻: 58(11) ページ: 3121-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MEG/EEG source reconstruction, statistical evaluation, and visualization with NUTMEG2011

    • 著者名/発表者名
      Dalal S. S., Zumer J. M., Guggisberg A. G., Trumpis M., Wong D. D., Sekihara K. Nagarajan S. S.
    • 雑誌名

      Comput Intell Neurosci(電子ジャーナル)

      ページ: 758973

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comparison of two-dimensional techniques for converting magnetocardiogram maps into effective current source distributions2011

    • 著者名/発表者名
      Ogata K, Kandori A, Miyashita T, Sekihara K, Tsukada K.
    • 雑誌名

      Rev Sci Instrum

      巻: 82(1) ページ: 014302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Array-gain constraint minimum-norm spatial filter with recursively updated gram matrix for biomagnetic source imaging2010

    • 著者名/発表者名
      Kumihashi I, Sekihara K
    • 雑誌名

      IEEE Trans Biomed Eng

      巻: 57 ページ: 1358-65

    • 査読あり
  • [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

      巻: 49(1) ページ: 641-55

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

    • 著者名/発表者名
      Tomoya S., Adachi Y, Tomori M. Ishii S., Kawabata S., Sekihara K.
    • 雑誌名

      IEEE Trans Biomed Eng

      巻: 56(10) ページ: 2452-60

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A probabilistic algorithm for MEG source reconstruction using temporal basis functions learned from the data2008

    • 著者名/発表者名
      Zumer JM, Attias HT, Sekihara K, Nagarajan SS
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 41 ページ: 924-940

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Five-dimensional neuroimaging : Localization of the time-frequency dynamics of cortical activity2008

    • 著者名/発表者名
      Dalal SS, Guggisberg AG, Edwards E, Sekihara K, Findlay AM, Canolty RT, Berger MS, Knight RT, Barbaro NM, Kirsch HE, Nagarajan SS
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 40 ページ: 1686-1700

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of Prewhitening Beamforming in MEG Dual Experimental Conditions2008

    • 著者名/発表者名
      Sekihara K, Hild KE, Dalal SS, Nagarajan SS
    • 雑誌名

      IEEE Trans Biomed Eng

      巻: 55(3) ページ: 1112-21

    • 査読あり
  • [学会発表] Estimation and visualization of brain Networks using MEG source imaging2011

    • 著者名/発表者名
      Sekihara K., Attias H., Owen J. P., Nagarajan S. S
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Annual Conference
    • 発表場所
      Xian, China
    • 年月日
      20111000
  • [学会発表] Functional source imaging of spinal cord activity from its evoked magnetic field2011

    • 著者名/発表者名
      Sekihara K
    • 学会等名
      8th International Symposium on Noninvasive Functional Source Imaging of the Brain and Heart & 8th International Conference on Bioelectromagnetism
    • 発表場所
      Banff, Canada
    • 年月日
      20110500
  • [学会発表] Effectiveness of sparse Bayesian algorithm for MVAR coefficient estimation in MEG/EEG source-space causality analysis2011

    • 著者名/発表者名
      K. Sekihara, H. Attias, J. P. Owen, D. Wipf, SS Nagarajan
    • 学会等名
      8th International Symposium on Noninvasive Functional Source Imaging of the Brain and Heart & 8th International Conference on Bioelectromagnetism
    • 発表場所
      Banff, Canada
    • 年月日
      20110500
  • [学会発表] Estimating causality measures among cortical source activities when large background interference exists2010

    • 著者名/発表者名
      K. Sekihara, J. P. Owen, H. Attias, 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] 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] Robust Estimates of Functional Connectivity with MEG Data2010

    • 著者名/発表者名
      J. P. Owen, H. Attias, D. Wipf, K. Sekihara, 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] Recursive minimum-leakage(REML) 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
      20090529-31
  • [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
      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
      20090529-31
  • [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, S. Ishii, S. Kawabata, 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
      20090529-31
  • [学会発表] Estimating Functional Connectivity in MEG Source Imaging2009

    • 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
      20090500
  • [学会発表] Adaptive Spatial Filter and Adaptive Inverse Modeling2009

    • 著者名/発表者名
      K. Sekihara
    • 学会等名
      MEG Analysis Workshop, New York University Symposium
    • 発表場所
      New York
    • 年月日
      20090100
  • [学会発表] Principles of Adaptive Spatial filters2008

    • 著者名/発表者名
      K. Sekihara
    • 学会等名
      International Summer School in Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Weimar, Germany
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] Adaptive spatial filter technique : Recent advances and future directions2008

    • 著者名/発表者名
      K. Sekihara
    • 学会等名
      International Summer School in Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Weimar, Germany
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] Adaptive spatial filter and adaptive inverse modeling for bioelectromagnetic source imaging2008

    • 著者名/発表者名
      K. Sekihara
    • 学会等名
      16th International Conference on Biomagnetism
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      20080800
  • [図書] 統計的信号処理2011

    • 著者名/発表者名
      関原謙介
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] Adaptive Spatial Filters for Electromagnetic Brain Imaging2008

    • 著者名/発表者名
      K. Sekihara and S. S. Nagarajan
    • 出版者
      Springer Verlag
  • [備考]

    • URL

      http://www.sd.tmu.ac.jp/~sekihara/

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公開日: 2013-07-31  

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