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本研究では，マルチスケールでの脳神経系数理モデルを構築し，その理論解析を行った．さらに脳計測信号から脳内動態を読み解く技術を開発した．
細胞レベルでは，神経細胞集団の数理モデルを構築し，Fokker-Planck方程式を導出することで集団レベルのダイナミクスとの関係を数理的に明らかにした．マクロレベルでは時間遅れ系の中心多様体縮約および位相縮約法を開発し，縮約方程式を用いて視床-皮質間相互作用による集団リズムの形成条件を理論的に導出した．さらに，非侵襲脳計測から，脳神経系モデルのパラメータを推定する手法を開発した．そして提案手法が脳内の状態識別，特に睡眠状態の評価に有効であることを示した．
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