平成18（2006）年度　一般研究２実施報告書

 

課題番号

18−共研−2019

専門分類

3

研究課題名

脳機能の非線形ダイナミックス解析

フリガナ

代表者氏名

オザキ　トオル

尾崎　統

ローマ字

Ozaki, Tohru

所属機関

統計数理研究所

所属部局

モデリング研究系

職　　名

教授

所在地

TEL

FAX

E-mail

URL

配分経費

研究費

50千円

旅　費

110千円

研究参加者数

14　人

 

 

 

研究目的と成果（経過）の概要

研究目的：　　　　
脳機能のダイナミックなメカニズムをEEG, MEG, fMRIなどの計測データを用いて明らかにすることを目指す。
脳神経データは本質的に時間的に変動する時系列データであるにもかかわらず次元が非常に高いため（EEGでも最低２０次元、高ければ１００次元以上、fMRIでは１４万次元）時系列モデリングの手法はあまり使われず、主成分分析や独立成分分析などの多変量解析手法か、逆問題解法のように数値計算的Rugularization問題として扱われてきた。
本研究では最近のInnovation Approachによる現代的方法によるモデリングによってダイナミックな側面を追求する。今年度は特にEEGを用いた意識のモデリングとMEGの逆問題にダイナミック逆問題の手法を取り入れた手法の開発を重点的にやる。


研究成果概要：　　
EEGの意識のモデリングはこれまでの研究我々の提案したCompartment-GRACHモデルが有効であることがわかったので更に多くのデータで検証を進める必要がある。このためこの分野の専門家であるニューヨーク大学医学部のRoy John教授らと国際会議などを利用して直接会って臨床データの検討と確認作業をしながら進めた。MEGの逆問題研究ではMEG用のLead Field Matrixを作成しなければならず、多くの手間と労力の必要が予想される。この点は東北大学のRiera博士、キューバ神経科学センターのBosch博士、MEG実験データに関しては生理学研究所の金桶博士らの協力が得られた。主な成果は学会誌に発表した（当該研究に関する情報源の欄参照）。

 

当該研究に関する情報源（論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等）

T. Ozaki (2006) "Measurement of brain function and time series analysis", Brain 21 vol.9, No. 3, 255-259 (in Japanese)

Galka A., Ozaki T., Bosch Bayard J. and Yamashita O. (2006) "Whitening as a Tool for Estimating Mutual Information in Spatiotemporal Data Sets", J. of Statist. Physics, vol.124, No. 5, 1275-1315

Riera J.J., Jimenez J.C., Wan X., Kawashima R., Ozaki T. (2006) "Nonlinear Local Electro-Vascular Coupling. Part II: From Data To Neuronal Masses", Human Brain Mapping, in press

Wong K.F.K., Galka A., Yamashita O and, Ozaki T., (2006) "Modelling non-stationary variance in EEG time series by state space GARCH model", Computers in Biology and Medicine, vol36, 1327-1335

K.F.K.Wong, T.Ozaki, N.Sadato " Akaike Causality Analysis in State Space: Instantaneous Causality between Visual Cortex in fMRI Time Series", to appear in Biological Cybernetics.

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

 

研究参加者一覧

氏名

所属機関

Andreas Galka

ドイツ、Kiel大学

Andrey Nikolaev

理化学研究所

Wong, Kevin

総合研究大学院大学

John, Roy

NYU Medical Center/School of Medicine

Juan Carlos Jimenez

キューバ、国立サイバネティックス、数学、物理学研究所

Pedro Valdes-Sosa

キューバ、国立神経科学センター

Jorge Francisco Bosch Bayard

キューバ、国立神経科学センター

Jorge Riera

東北大学

三分一　史和

千葉大学

山下　宙人

(株)国際電気通信基礎技術研究所 (ATR)

Lester Melie

キューバ、国立神経科学センター

Rolando Biscay Lirio

キューバ、Havana大学

渡部　丈夫

早稲田大学