平成14（2002）年度　一般研究１実施報告書

課題番号	14−共研−1026	専門分類	3
研究課題名	脳機能の非線系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	予測制御研究系
職　　名	教授
所在地
TEL		FAX
E-mail
URL

研究目的と成果（経過）の概要

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。当面の問題は14万チャネルのfMRI時系列データから脳内の特定の場所間の
ダイナミックな因果関係を見つけること。
生理学研究所の定藤教授の研究室でおこなったfMRI実験データをもとにダイナミック因果関係を見い出すモ
デルを院生の山下宙人を中心に開発した。
7月に仙台で開催されたHBM2002国際会議に参加した後、Valdes博士、Galka博士、Biscay博士、院生の山
下宙人、尾崎の五名でEEG逆問題をダイナミックな設定で解くダイナミック逆問題への取り組みを始めた。時
間的スムースネスを制約付き最小二乗法に取り入れてタイプ2最尤法で解くやりかたと高次元(10,000次元)
状態空間モデルで表現してカルマンフィルター最尤法で解くイノヴェーションアプローチとふた通りのやり
方を試み両者とも一定の成功をおさめた。10,000。次元のような超高次元のカルマンフィルターは通常のやり
かたでは実際上不可能であるが、空間ダイナミックスの特徴を考慮したパラレル計算法によってこれを可能に
することに成功した。
FMRIデータに計測される血流のダイナミックスのモデルとして知られるBalloonモデルと呼ばれる非線形確
率微分方程式を当てはめる研究にも東北大学未来科学研究センターの川島研究室と共同で取り組んだ。

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）

1)Ozaki,T.& Thomson,PJ.(2002)"A nonlinear Dynamic Model for Multiplicative Seasonal-trend
Decomposition",J.of Forecasting,21,107-124.
2)Kato,H.and Ozaki,T.(2002))"Adding data process-feedback to the nonlinear autoregressive
model",Signal Processing,82,1189-1204..
3)Peng H.,Ozaki T.,et al.(2002)A nonlinear exponential ARX model-based multivariable generalized
predictive control strategy for thermal power plants.IEEE Trans.on Control Systems
Technology,Vol.10.No.2,2002
4)Jimenez.J.C.& Ozaki,T.(2002)"Linear estimation of continuous-discrete state space models
with multiplicative noise",Systems and Control Letters.
5)Peng,H.,Ozaki,T.,Haggan-Ozaki,V.,and Toyoda,Y.(2002)"A parameter optimization method
for the radial basis function type models".IEEE Trans.on Neural Networks,14,No.2.
6)Peng,H.,Ozaki,T.,Haggan-Ozaki,V.,and Toyoda,Y.,(2002)"Structured parameter optimization
method for the radial basis function-based state-dependent autoregressive model",
International Journal of Systems Science,33,No.13,1087-1098.
ISM　リサーチメモ(平成14年度分):
1)No.868:Yamashita,O.,Ozaki,T.,Galka,A.,Biscay,R.,and Valdes-Sosa,P."Dynamic inverse
problem and the practical computation procedure for the solution."[02/04/2003]
2)No.862:Galka,A.,Ozaki,T.,Yamashita,O.,Biscay,R.and Valdes-Sosa,P.A solution to the dynamical
inverse problem of EEG generation using spatiotemporal Kalman filtering.[12/27/2002]
3)No.855:Ozaki,T.and Jimenez,J.C.An innovation approach for the estimation,selection and
prediction of discretely observed continuous-time stochastic volatility models.[10/21/2002]
4)No.852:Biscay,R.J.,Ozaki,T.and Diaz-Frances,E.Inferential mixing distributions and
applications.[9/25/2002]
5)No.851:Biscay,R.J.,Ozaki,T.and de la Cruz,HugoLocal Linearization methods with nonlinear
corrections for solving stochastic differential equations.[9/24/2002]
6)No.850:Biscay,R.J.,Ozaki,T.and de la Cruz,Hugo Local Linearization methods with nonlinear
corrections for solving ordinary differential equations.[9/20/2002]

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
石井　政行	総合研究大学院大学
Juan Carlos Jimrnez	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 Riera	キューバ、国立神経科学センター
Marc Lavielle	Universite Paris-Sud
山下　宙人	総合研究大学院大学
Raj Sreenivasan	南アフリカ、ケープタウン大学
Rolando Biscay	キューバ、Havana大学