AMED研究開発課題データベース 日本医療研究開発機構(AMED)の助成により行われた研究開発の課題や研究者を収録したデータベースです。

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研究課題情報

研究課題名
自発的脳活動測定と機械学習によるマーモセット・ヒト大脳皮質の局所機能モジュール解析法の開発
課題管理番号
20dm0307031h9903
統合プロジェクト
疾患基礎研究プロジェクト
9つの連携分野プロジェクト
脳とこころの健康大国実現プロジェクト
事業名
脳科学研究の戦略的な推進<脳科学研究戦略推進プログラム、革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト・戦略的国際脳科学研究推進プログラム> , 戦略的国際脳科学推進プロジェクト
タグ(2020)
/研究の性格/研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
/開発フェーズ/該当なし
/承認上の分類/薬機法分類非該当
/対象疾患/精神および行動の障害
タグ(2019)
/研究の性格/研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
/開発フェーズ/該当なし
/承認上の分類/薬機法分類非該当
/対象疾患/精神および行動の障害
タグ(2018)
/研究の性格/研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
/開発フェーズ/該当なし
/承認上の分類/薬機法分類非該当
/対象疾患/精神および行動の障害
代表研究機関
国立大学法人岡山大学
研究代表者
(2020) 松井鉄平 , 国立大学法人岡山大学 , 学術研究院自然科学学域・准教授
(2019) 松井鉄平 , 国立大学法人東京大学 , 医学系研究科 機能生物学専攻統合生理学分野 講師
(2018) 松井鉄平 , 国立大学法人東京大学 , 大学院医学系研究科 機能生物学専攻統合生理学分野 助教
研究期間
2018年度-2021年度
課題への総配分額

(単位:千円)

  • 39,000
  • 2020年度
    13,000
  • 2019年度
    13,000
  • 2018年度
    13,000
研究概要(2020)
本項目の目的は、麻酔下および覚醒下マーモセット大脳皮質での広域イメージングにより高精度で神経活動を記録することである。本年度は、麻酔下マーモセットでのマルチスペクトルイメージングを行い、並行して・ 覚醒下動物でマルチスペクトルイメージングおよび生理指標の包括的モニタリングを行う設備の開発を行う。また、マルチスペクトルイメージングをもとにした仮想的fMRI信号の作成と、そこからの神経活動時空間パターンの復元技術開発を行う。
研究概要(2019)
本項目の目的は、麻酔下および覚醒下マーモセット大脳皮質での広域イメージングにより高精度で神経活動を記録することである。本年度は、麻酔下マーモセットでのマルチスペクトルイメージングを行い、並行して・ 覚醒下動物でマルチスペクトルイメージングおよび生理指標の包括的モニタリングを行う設備の開発を行う。また、マルチスペクトルイメージングをもとにした仮想的fMRI信号の作成と、そこからの神経活動時空間パターンの復元技術開発を行う。
研究概要(2018)

研究成果情報

【成果報告書】

成果の概要
覚醒下のマーモセットでマルチスペクトルイメージングを行うための実験設備を構築した。これを用いて前頭前野に記録窓を設置し、自発活動の記録を行なった。新型コロナウイルスの影響による緊急事態宣言の発出のため、想定外の長期間に渡って現所属(岡山大学)での新型コロナウイルス関連以外の研究活動が停止になり、また東京大学に出張しての実験を行うことが出来なかった。緊急事態宣言の解除後は、1頭目と同じ設備を使用して速やかに1~3頭の記録実験を追加する計画である。
上記と並行して、前年度に構築した解析環境でHCPのヒトfMRIデータの解析を行なった.まず、深層学習によってヒトfMRIデータの機能マップを取り出せていることを確認するため、HCPデータのうち機能マップがwell definedである行動課題遂行時のデータをまず深層神経回路で学習した。このデータ解析の際には、3次元データであるfMRIデータを2次元に変換し、研究項目2で開発した次元削減の手法・知見を適用した。この結果、7つの行動課題に対応する機能マップを深層神経回路で学習することに成功した。また副産物として、この深層神経回路を用いた画像変換(Style Transformation)によりfMRIデータに対する反実仮想的因果推論を行うシステムを構築することが出来た。この成果については論文にまとめ、現在投稿中である。次に、この深層神経回路を安静時脳活動に適用し機能マップ情報の抽出を行なった。この際、安静時脳活動のfMRIデータを解に全ての時間点を同じ重みで使用することは効率的では無いと考えられた。実際、マウスの安静時脳活動研究では散発的に起きる自発活動が安静時機能結合に強く影響することが示唆されていた。そこで、Coactivation Pattern Analysisを使用し、重要な時間点のみに解析を集中することを検討した。この際の検討ではCoactivation Pattern Analysisの統計的な性質そのものについても解析・考察し、その結果は論文にまとめて現在投稿中である。
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1.Orthogonality between maps of direction-selectivity and spatial frequency in the cat primary visual cortex、松井鉄平、西山恵、村上知成、萩原賢太、大木研一、2021/7/29、国内、ポスター

国内 / ポスター



更新日:2023-04-18

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