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2021 年度 実績報告書

機械学習による個人の認知機能特性の予測

研究課題

研究課題/領域番号 20K22273
研究機関早稲田大学

研究代表者

宮崎 淳  早稲田大学, グローバルエデュケーションセンター, 助教 (40880323)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワード認知機能 / 個人差 / 大規模データ / 脳機能イメージング / 機能的MRI / 機械学習
研究実績の概要

本研究では、脳と行動の大規模データからヒトの認知機能特性の理解を目指している。ヒトは外界からの情報を受け取り、意思決定を行うために、知覚、言語、記憶、思考、問題解決などの多様な認知機能を活用している。また、個人の情報処理の仕方や、課題遂行に関わる戦略などによって活用する認知機能の傾向が変わってくる。この情報処理過程の特性は時間の経過とともに習慣的になり比較的安定すると考えられている。本研究の目的は、大規模データから探索的に認知機能の特性の実態を明らかにし、これらの特徴と脳活動の関連を明らかにすることである。
データは、Human Connectome Project(HCP)のデータベースから分析に必要なデータセットを取得した。分析は、HCPの認知機能に関する行動データ(NIH ツールボックスのワーキングメモリ課題、エピソード記憶課題、柔軟性課題、抑制機能課題、処理速度課題、読解課題、語彙理解課題)から認知機能の特性をクラスタリングした。その結果、3つのクラスターに分類され、それぞれの特徴は、(1)言語・記憶課題を得意とするパターン、(2)言語・実行機能課題を得意とするパターン、(3)処理速度・実行機能課題を得意とするパターンであることが示された。さらに、機能的MRIのワーキングメモリ課題のデータからこれらのグループ間の脳活動の比較を行った。その結果、内側前頭前野の脳活動にグループ間の違いがあることが示された。内側前頭前野は、行動選択の決定に重要な役割があるとされる領域であり、認知特性のパターンによって行動選択の基準が異なることが考えられる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Multi-Contrast Magnetic Resonance Imaging of Visual White Matter Pathways in Patients With Glaucoma2022

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Shumpei、Takemura Hiromasa、Horiguchi Hiroshi、Miyazaki Atsushi、Matsumoto Kenji、Masuda Yoichiro、Yoshikawa Keiji、Nakano Tadashi
    • 雑誌名

      Investigative Opthalmology & Visual Science

      巻: 63 ページ: 29~29

    • DOI

      10.1167/iovs.63.2.29

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain/MINDS beyond human brain MRI project: A protocol for multi-level harmonization across brain disorders throughout the lifespan2021

    • 著者名/発表者名
      Koike Shinsuke et al.
    • 雑誌名

      NeuroImage: Clinical

      巻: 30 ページ: 102600~102600

    • DOI

      10.1016/j.nicl.2021.102600

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Childhood exercise predicts response inhibition in later life via changes in brain connectivity and structure2021

    • 著者名/発表者名
      Ishihara Toru、Miyazaki Atsushi、Tanaka Hiroki、Fujii Takayuki、Takahashi Muneyoshi、Nishina Kuniyuki、Kanari Kei、Takagishi Haruto、Matsuda Tetsuya
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 237 ページ: 118196~118196

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2021.118196

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 若年成人における認知特性のクラスタリング2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎淳
    • 学会等名
      日本認知心理学会第19回大会
  • [学会発表] Association of cardiovascular risk markers and physical fitness with task-related neural activity during social cognition.2021

    • 著者名/発表者名
      石原暢, 宮崎淳, 田中大貴, 松田哲也
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
  • [学会発表] Individual differences of reputation-based cooperation and their neuroscientific substrates.2021

    • 著者名/発表者名
      田中大貴, 宮崎淳, 高岸治人, 松田哲也
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会

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公開日: 2022-12-28  

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