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2016 年度 実績報告書

レビー小体型認知症の幻視に関する情報機構の解明とその数理モデル化

研究課題

研究課題/領域番号 26280093
研究機関北海道大学

研究代表者

津田 一郎  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10207384)

研究分担者 合原 一幸  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40167218)
奈良 重俊  岡山大学, 自然科学研究科, 名誉教授 (60231495)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードホドロジー / 幻覚 / レビー小体型認知症 / 数理モデル / カオス力学系
研究実績の概要

昨年度構築した側頭葉皮質(IT)-前頭前野-視覚皮質ネットワークの数理モデルのシミュレーションとその結果の分析を中心に行った。アセチルコリンが注意機構に関係するとの文献情報からとくにニコチン作動性の受容体の欠陥による注意機構の減退が幻覚像の選択に関わっている可能性を数理モデルによって調べた。この背側注意機構は視覚イメージの原型モデルの選択とも関係し、入力視覚像からD.マーが提唱した物体に関する三次元モデルを視覚の解釈過程の中で選択することにもかかわるという作業仮説のもとで、シミュレーション結果の機能的解釈を行った。シミュレーションでは、側頭葉ネットワークに記憶している視覚像に対するカオス遍歴が起こり、そのダイナミクスが背側注意機構に駆動された視覚シーンに対する文脈情報である前頭葉からのインデックス情報と整合することで正常な視覚知覚が得られるため、逆にこの二者が不整合であることが、幻覚の神経機構になりうるという結果を得た。さらに、分子情報科学的なモデル構築に向けて神経細胞膜貫通タンパク質としてのアセチルコリン作動性ナトリウムイオンチャンネルに関する分子生物学的な調査研究を行った。また,動的生理学現象をもとにした神経細胞ネットワークの動的活動を観測するための磁気共鳴撮像法(MRI)のハイエンド技術である拡散テンソル撮像法(DTI)に関する調査研究を行った。更に,統一数理モデル化の端緒として神経細胞の二値状態モデルに基づくリカレント型ネットワークを用いた「三モジュール結合系による脳内多重通信・多重機能同時実行のプロトタイプモデル」の構築を行った。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 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 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] ニューカッスル大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      ニューカッスル大学
  • [雑誌論文] Self-organization with constraints―A mathematical model for functional differentiation2016

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Tsuda, Yutaka Yamaguti, Hiroshi Watanabe
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 18 ページ: 74:1-13

    • DOI

      10.3390/e18030074

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] How can we see things that are not there?2016

    • 著者名/発表者名
      Daniel Collerton, John-Paul Taylor, Ichiro Tsuda, Hiroshi Fujii, Shigetoshi Nara, Kazuyuki Aihara, Yuichi Katori
    • 雑誌名

      Journal of Consciousnes Studies

      巻: 23 ページ: 195-227

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simultaneous Multitask Performing with Use of Chaos in a Quasi-Three-Layered Recurrent Neural Network2016

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichiro Soma, Shigetoshi Nara
    • 雑誌名

      Advances in Cognitive Neurodynamics

      巻: V ページ: 727-733

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Variational principle, hermeneutics and visual hallucinations2017

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      Brain structure and dynamics in Lewy body disorders with reference to visual hallucinations
    • 発表場所
      ニューカッスル・アポン・タイン、イギリス
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A three modules scenario in an interpretation of RCVH-DLB and computer experiment2017

    • 著者名/発表者名
      奈良重俊
    • 学会等名
      Brain structure and dynamics in Lewy body disorders with reference to visual hallucinations
    • 発表場所
      ニューカッスル・アポン・タイン、イギリス
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Network model for dynamics of perception and an interpretation of visual hallucination2017

    • 著者名/発表者名
      香取勇一、合原一幸
    • 学会等名
      Brain structure and dynamics in Lewy body disorders with reference to visual hallucinations
    • 発表場所
      ニューカッスル・アポン・タイン、イギリス
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Finding math embedded into brain dynamics as universal mind2017

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム
    • 発表場所
      ルスツリゾート(北海道虻田郡留寿都村)
    • 年月日
      2017-01-11 – 2017-01-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 創発する心、発達する脳2016

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      発達神経科学学会
    • 発表場所
      東京大学武田先端知ビル(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] カオスの数学から読み解く脳と心のダイナミクス―複雑系科学アプローチ2016

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 学会等名
      第一回中部大学創発学術院セミナー
    • 発表場所
      中部大学創発学術院(愛知県春日井市)
    • 年月日
      2016-07-04 – 2016-07-04
    • 招待講演
  • [図書] 脳のなかに数学を見る2016

    • 著者名/発表者名
      津田一郎
    • 総ページ数
      150
    • 出版者
      共立出版

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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