機械学習を適用した機能的磁気共鳴画像法によるエピソード記憶定着・想起の結果予測

使用机器学习的功能磁共振成像预测情景记忆巩固和回忆的结果

• 批准号: 10J02882
• 负责人: 渡部 喬光
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02882/
• 关键词: 長期記憶; 機能的磁気共鳴画像法; 機械学習; 海馬; 下側頭葉; 機能的結合; 側頭葉; fMRI; 下前頭葉

本研究の目的は、機械学習を用い、神経活動からエピソード記憶の定着・想起を予測することを通して、長期記憶の定着・想起の成立のために十分な神経基盤の条件を解明することにあった。平成22年度の研究では、海馬の神経活動から記憶の定着度を、統計学的に十分に高い確率で予測することに成功している(Watanabe, et al. NeuroImage)。平成23年度は、この成果を国際学会(ASSC15)で発表した。平成23年から平成24年にかけては、新規開発した機械学習を用いて、海馬だけではなく大脳側頭葉皮質が記憶の定着・想起にどのように関わっているのかを調べた。その結果、Remote記憶は写真のカテゴリー毎に後側頭葉の別々の箇所に定着されること、前側頭葉は記憶のカテゴリーにかかわらずRemote記憶の想起に関わっていること、海馬はRecent記憶の想起に関係していること、海馬を経由してカテゴリー別に後側頭葉の特定の箇所に定着したRemote記憶は、いったん前側頭葉を経由することで想起される、ということが明らかになった。この結果は査読付き国際学術誌に掲載され(Watanabe et al., The Journal of Neuroscience, 2012)、国際学会(Neuro 2012, Neuroscience 2012)で発表された。このようにヒトの認知機能には脳内の大規模ネットワークが関与している。平成24年度には、その脳内のネットワークの複雑さを新たな機械学習を用いて定量化することも行った。まず、6人の健常被験者の安静時脳のfMRI信号を記録した。そこにBoltzmann machineでIsing modelがどの程度フィットするのかを検討した。その結果、1次モデルに比べて有意に正確に2次モデルは安静時脳信号を説明することができた。3次モデルと2次モデルとの間に有意な差は認めなかった。この結果、安静時脳ネットワーク(resting-state network)は脳領域間の2時の相互作用までを考慮すれば十分に説明できることが明らかになった。この結果は、査読付き国際学術誌に掲載された(Watanabe et al., Nature Communications, 2013)。

The purpose of this study is to clarify the conditions for the establishment of the mental base in the process of mechanical learning, mental activity, memory fixation, memory prediction and long-term memory. In the Heisei 22-year study, hippocampal neuroactivity, memory stability, statistical accuracy, and predictive success rates were high (Watanabe, et al. NeuroImage). The International Society for Science and Technology (ASSC15) was established in 2003. In 2003, the brain was activated by a new pattern of mechanical learning, and the hippocampus was activated by a memory in the lateral parietal cortex. Results: Remote memory is associated with the memory of the posterior lobe, and the anterior lobe is associated with the memory of the posterior lobe.ということが明らかになった。These results were published in Watanabe et al., The Journal of Neuroscience, 2012), International Society (Neuro 2012, Neuroscience 2012). The cognitive function of the brain is related to large-scale development. In 2014, the company launched a new research and development program to quantify the use of computer technology. fMRI signals were recorded during quiet time in 6 healthy subjects. A Boltzmann machine is a very difficult machine to work with. The result is that the first time the signal is detected, the second time the signal is detected, the second time the signal is detected, the third time the signal is detected. 3 times, 2 times, 3 times, 3 The result is a resting-state network that takes into account the two-time interaction between domains. The results were published in International Journal of Science (Watanabe et al., Nature Communications, 2013)。

项目成果

Multivoxel pattern analysis of brain activity in the medial temporal lobe and prediction of subsequent recognition performance

内侧颞叶大脑活动的多体素模式分析及后续识别性能的预测

• 发表时间: 2010
• 作者: 杉田聡;亀井康富;小川佳宏;杉田聡;杉田聡;越後良介;Masafumi Kameya;亀谷将史;亀谷将史;亀谷将史;亀谷将史;Teppei Tsujita;Atsushi Konno;Teppei Tsujita;辻田哲平;福井類;Rui FUKUI;福井類;Rui FUKUI;渡部喬光;小西清貴;小西清貴;木村紘子;廣瀬聡;近添淳一;山下謙一郎;地村弘二;近添淳一;森元宏樹;小西清貴;廣瀬聡;渡部喬光
• 通讯作者: 渡部喬光

Rich-club network topology to minimize synchronization cost due to phase difference among frequency-synchronized oscillators.

Rich-club 网络拓扑可最大限度地降低由于频率同步振荡器之间的相位差而导致的同步成本。

• DOI: 10.1016/j.physa.2012.11.041
• 发表时间: 2012
• 期刊: Physica A
• 影响因子: 3.3
• 作者: Taro Ikegami;他4名;池上太郎;松田恒平;須永恵美子;SUNAGA Emiko;須永恵美子;須永恵美子;須永恵美子;SUNAGA Emiko;須永恵美子;須永恵美子;須永恵美子;須永恵美子;須永恵美子;SUNAGA Emiko;須永恵美子;仁平ふくみ;仁平ふくみ;Yusuke Kubota and Bob Levine;渡部喬光;渡部喬光
• 通讯作者: 渡部喬光

Prediction of subsequent recognition performance using brain activity in the medial temporal lobe.

使用内侧颞叶的大脑活动预测随后的识别表现。

• 发表时间: 2011
• 期刊: NeuroImage
• 影响因子: 5.7
• 作者: 杉田聡;亀井康富;小川佳宏;杉田聡;杉田聡;越後良介;Masafumi Kameya;亀谷将史;亀谷将史;亀谷将史;亀谷将史;Teppei Tsujita;Atsushi Konno;Teppei Tsujita;辻田哲平;福井類;Rui FUKUI;福井類;Rui FUKUI;渡部喬光
• 通讯作者: 渡部喬光