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2014 年度 実施状況報告書

脳情報学に基づく体系的な脳研究の支援を実現するデータブレインの構築

研究課題

研究課題/領域番号 26350994
研究機関前橋工科大学

研究代表者

鍾 寧  前橋工科大学, 工学部, 教授 (70284263)

研究分担者 今村 一之  前橋工科大学, 工学部, 教授 (30203326)
大島 宗哲  育英短期大学, その他部局等, 准教授 (80554162)
本村 信一  前橋工科大学, 工学部, 講師 (10737472)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード脳情報学 / ビッグデータ / セマンティック・ウェブ / オントロジ / データブレイン
研究実績の概要

人間の脳における高次認知機能の概念モデルについて研究を行い、概念ビューの構築を行った。
概念ビューは、分析の対象となる脳機能、関連のある基本的な要素機能、関連のある他の高次認知機能の3つを示す。本ビューを用いることで人間の高次脳認知機能を体系化する。体系化された概念を基にOWL(Web Ontology Language)の形式によって機能次元を構築した。機能次元は、脳情報学の方法論を構成するステップの一つである「脳科学の複雑な問題に対する体系的な研究」をテーマとし、人間の脳が持つ高次認知機能とそれらの関係を示す。
人間の高次脳認知機能を解明しウェブ・インテリジェンス技術により応用するために、推論や問題解決等を対象とした認知実験を行った。推論に関しては、本実験の結果をもとに、演繹推論、常識推論、帰納推論、類推といった、異なる推論に関しての実験を行った。また、これらの様々な実験プランを体系的に管理するため、実験次元を構築した。実験次元は、脳情報学の方法論を構成するステップの一つである「体系的な認知実験のデザイン・実施」をテーマとし、実験の設計や特徴、実験環境といった多様なデータを格納し、実験毎に関連づけて蓄積する。
データブレインを構築する4つの次元のうち2つを構築し、データブレイン実装へと歩を進めることができた。また、高次認知機能を対象とした認知実験を行うことにより、データブレインの重要な構成要素の一つである脳ビッグデータの充実へと繋がった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

データブレインを構築する4つの次元のうち、機能次元と実験次元を構築し、残りのデータ次元と分析次元を構築する足がかりを得た。また、高次認知機能を対象とした認知実験を行うことにより、データブレインの重要な構成要素の一つである脳ビッグデータの充実へと繋がっている。

今後の研究の推進方策

引き続き、概念ビューによる人間の脳における高次認知機能の表現、それに関する認知実験を行う。また、未構築であるデータ次元と分析次元を構築し、構築した4つの次元をもとにデータブレインのプロトタイプを構築し、実データに対して適用し、データブレインの有用性評価を行い、実用化に向けて発展させる。データ次元ではfMRI/EEGなどの様々な形式の人間の脳データを蓄積する。また、分析を支援するために、情報の粒度を変えたデータや視点の異なるデータ、スキーマを変えたデータなどを体系的に保存し提供することが求められる。そのため、同じ実験のデータであっても、異なる形式でのデータが多く保存されることになる。様々なデータを適切に関連づけ保存し、データ間の関連性を分析するために、データ本体にメタデータとしてData Provenancesを付与する。Data Provenancesは、OWL・RDFを利用して表現し、データ本体と関連づけて保存する。データ本体はデータグリッド上に配置し、必要に応じて分析ツールにより問い合わされ、参照される。
分析次元は、BI方法論に基づき、体系的にデータを分析し、シミュレーションを行うための様々な分析ツール群を管理する。中でも、h)において分析プランを自動生成するために必要なツールに関する情報や関連性を体系づけて管理することを念頭において、マイニングと推論を統合し、多面的分析を踏まえて分析に必要なツールのエージェント化を行う。

次年度使用額が生じた理由

予定通りに使用しようとしたが、やむを得ず少額の剰余金が発生した。

次年度使用額の使用計画

人件費に割り当てる予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] WaaS: Wisdom as a Service2014

    • 著者名/発表者名
      Jianhui Chen, Jianhua Ma, Ning Zhong, Yiyu Yao, Jiming Liu, Runhe Huang, Wenbin Li, Zhisheng Huang, Yang Gao, Jianping Cao
    • 雑誌名

      IEEE Intelligent Systems

      巻: 29 ページ: 40-47

    • DOI

      10.1109/MIS.2014.19

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracting news blog hot topics based on the W2T Methodology2014

    • 著者名/発表者名
      Shu-Ming Sun, Ning Zhong
    • 雑誌名

      World Wide Web

      巻: 17 ページ: 377-404

    • DOI

      10.1007/s11280-013-0207-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental design and signal selection for construction of a robot control system based on EEG signals2014

    • 著者名/発表者名
      Masataka Yoshioka, Chi Zhu, Kazuyuki Imamura, Feng Wang, Haoyong Yu, Feng Duan, Yuling Yan
    • 雑誌名

      Robotics and Biomimetics

      巻: 1 ページ: 2197-3768

    • DOI

      10.1186/s40638-014-0022-3

    • 査読あり
  • [学会発表] Brain Big Data Wisdom Service for Mental Healthcare2014

    • 著者名/発表者名
      Ning Zhong
    • 学会等名
      International Health Big Data Workshop
    • 発表場所
      Shenzhen, China
    • 年月日
      2014-11-29 – 2014-11-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Data-Brain Driven Documents Ranking for Constructing Brain Informatics Provenances2014

    • 著者名/発表者名
      Han Zhong, Jianhui Chen, Jian Han, Ning Zhong
    • 学会等名
      Brain Informatics and Health 2014
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      2014-08-11 – 2014-08-14
  • [学会発表] A Brain Informatics Research Recommendation System2014

    • 著者名/発表者名
      Jian Han, Jianhui Chen, Han Zhong, Ning Zhong
    • 学会等名
      Brain Informatics and Health 2014
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      2014-08-11 – 2014-08-14
  • [学会発表] Ventral Stream Plays an Important Role in Statistical Graph Comprehension: An fMRI Study2014

    • 著者名/発表者名
      Mi Li, Shengfu Lu, Jing Wang, Liwang Ma, Mengjie Zhang, Ning Zhong
    • 学会等名
      Brain Informatics and Health 2014
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      2014-08-11 – 2014-08-14
  • [学会発表] Shift of Brain-State during Recovery from Discomfort Induced by Aversive Pictures2014

    • 著者名/発表者名
      Yang Yang, Emi Tosaka, Xiaojing Yang, Kazuyuki Imamura, Xiuya Lei, Gang Wang, Bin Hu, Shengfu Lu, Ning Zhong
    • 学会等名
      Brain Informatics and Health 2014
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      2014-08-11 – 2014-08-14
  • [学会発表] Research Issues and Challenges on Brain Informatics2014

    • 著者名/発表者名
      Ning Zhong
    • 学会等名
      ITQM 2014
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2014-06-03 – 2014-06-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Brain Big Data Wisdom Service for Mental Healthcare2014

    • 著者名/発表者名
      Ning Zhong
    • 学会等名
      ICDS 2014
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-28
    • 招待講演
  • [学会発表] Research Issues and Challenges on Brain Informatics2014

    • 著者名/発表者名
      Ning Zhong
    • 学会等名
      PAKDD 2014
    • 発表場所
      Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2014-05-13 – 2014-05-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Brain Big Data Wisdom Service for Mental Healthcare2014

    • 著者名/発表者名
      Ning Zhong
    • 学会等名
      APEC Smart City Innovation & Technology Cooperation Fortum
    • 発表場所
      Changzhou, China
    • 年月日
      2014-04-08 – 2014-04-11
    • 招待講演

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公開日: 2016-05-27  

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