研究者詳細 - 夏目　季代久

論文 - 夏目　季代久

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高階SOMの形式ニューロン実装 : 興奮伝播場による記憶の転送と統合 (ニューロコンピューティング)

佐保雄太, 夏目季代久, 古川徹生

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 ( 437 ) 27 - 32 2015年01月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

本研究の目的は,形式ニューロンによる神経回路モデルを用いてメタモデル学習を実現することである.ここで言うメタモデル学習とは,モデル集合から法則性やコツなどを表現する普遍的な高次モデルを獲得することを指す.すなわち法則性やコツなどの普遍的知識やスキルの獲得能力である.メタモデル学習を行うには,低次学習器が獲得したモデルの情報を高次学習器に転送する必要がある.その情報転送を神経回路モデルでどうすれば実装できるかが本研究の中心テーマである.本稿ではモデル情報の転送方法について検討するとともに,そのひとつとして興奮伝播場による情報転送法を提案する.またメタモデル学習法の一種である高階SOMを興奮伝播場による神経回路モデルで実装を行った.

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110010008602

SSVEPを用いたラジコンカー及びビデオゲーム制御の研究 (非線形問題)

湯澤慶太, 長澤佑紀, 夏目季代久

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 ( 414 ) 19 - 24 2015年01月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

運動障害者の生活の質向上のために,Brain Computer Interface(BCI)技術を用いたシステム開発が必要で有る.本研究では,Steady State Visual Evoked Potential(SSVEP)を用いラジコンカー操作及びビデオゲーム(VG)操作が可能であるシステムを開発した.2種の周波数で青緑正方形(15Hzと6Hz)及びチェッカーボード図形(15Hzと3.75Hz)を点滅させ同時に脳波を測定した.また各周波数脳波誘導時に各システムが操作可能にした.高速フーリエ変換を用いて脳波解析した結果,色正方形15Hz刺激の場合,後頭部位に該当周波数にピークを持つSSVEPが誘導された.6Hz刺激の場合,倍調周波数ピークが観察された.これらの結果は刺激図形に依存した.以上の結果より,SSVEP刺激によりラジコンカー及びビデオゲームの操作が可能であると考えられる.

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110010002084

英語リズム教材を用いた学習に関する脳波 (非線形問題)

山本真太郎, 夏目季代久

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 ( 414 ) 25 - 30 2015年01月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

脳波を指標とした英語リズム教材(RIM)を用いたe-learningシステムの開発にあたり,先行研究では,前頭θ波が学習過程に相関する脳波として発見されたが,本研究では他のRIMでも同様な結果が得られるか調べた.先行研究同様5日間,別教材のRIMを聞かせた.その時,頭皮上8カ所から脳波を測定した.生徒の学習解析は,先行研究で用いられた,強勢音節間のインターバル(ISI)を指標に用いると共に,新たに教師音声と生徒音声と間の相互相関解析を行い,最大ピーク値(peak),最大ピーク値までの時間シフト値(Δτ)を用いた.その結果,RIM学習によりISIが短くなり,またpeakは増大しΔτは小さくなった.以上の事はRIM学習により生徒の学習が進んだ事を示唆している.また,その時,前頭部位を含むθパワー値とpeak経日変化量との間に相関が見られた.以上の結果を元に,θパワー値を元にした,個々生徒に適切な学習教材判断システムを備えたe-Learningシステムを提案する.

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110010002085

2C34 微小孔を通じた細胞組織の局所薬剤刺激と微小電極アレイによる多点電位計測(OS7-1:バイオMEMSとバイオナノテクノロジー(1))

大森龍之介, 米川恭平, 蔭山逸行, 夏目季代久, 安田隆

バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2015 ( 27 ) 409 - 410 2015年01月

Multi-class ERP-based BCI data analysis using a discriminant space self-organizing map. 査読有り

Onishi A, Natsume K.

Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2014年08月

AS-1-5 脳波を用いた自学自習システムの提案(AS-1.脳にインスパイアされたシステムとその応用,シンポジウムセッション)

夏目季代久, 中野秀子, 片山冬馬

電子情報通信学会総合大会講演論文集 ( 一般社団法人電子情報通信学会 ) 2014 "S - 9"-"S-10" 2014年03月

Overlapped Partitioning for Ensemble Classifiers of P300-Based Brain-Computer Interfaces 査読有り

Onishi A, Natsume K

PLoS ONE 9 ( 4 ) e93045 2014年03月

Circadian rhythm modulates long-term potentiation induced at CA1 in rat hippocampal slices 査読有り

Hiroki Nakatsuka, Kiyohisa Natsume

Neurosci. Res 2014年02月

カルバコール誘導β振動によるてんかん波抑制 (ニューロコンピューティング)

澤田豊宏, 夏目季代久

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 ( 一般社団法人電子情報通信学会 ) 113 ( 382 ) 105 - 110 2014年01月

記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

脳の神経細胞異常同期が原因と言われているてんかんには様々な治療法があるが未だ10%は難治性である。この時てんかん波が脳内では見られる。また記憶学習に関わるβ波も脳内で見られる脳波の一種である。本研究では記憶学習に関するβ波とてんかん発作時に見られるてんかん波を海馬スライスにおいて再現しβ波のてんかん波発生に対する作用を調べた。今回海馬スライスにコリン作動薬の一種であるカルバコールを投与しβ波のモデルであるβ振動を誘導した。またイクタル波、インターイクタル波であるてんかん波を再現するために抑制性神経伝達物質遮断薬であるPicrotoxin(PTX)、Bicuculline(BIC)を投与した。さらにまずカルバコールによりβ振動を誘導し、その後、抑制性神経遮断薬を混合し投与した。その結果、β振動発生中には、振動無しの状態では発生するPTX,BIC濃度でイクタル波、インターイクタル波が誘導されないことが判明した。また先行研究にてインターイクタル波にカルバコールを投与するとβ振動になったという結果がある。これらの結果からβ振動はイクタル波、インターイクタル波を抑制することが示唆される。カルバコールには興奮性シナプス後電位(EPSP)を減少する作用があるので、その作用により、てんかん発生にとって鍵となる神経発火の同期性が下がったためではないかと考えられる。この結果は、また難治性てんかんに対する脳深部刺激による治療法を示唆するものである。

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110009825570

Extracellular potential measuring device with a silicon nitride diaphragm having a multielectrode array and microholes 査読有り

Yasuda T., Yonekawa K., Omori R., Kageyama I., Natsume K.

18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2014 983 - 985 2014年01月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

© 14CBMS. By forming 64 microelectrodes and multiple microholes on a transparent SiN (silicon nitride) diaphragm, we developed a microdevice for multichannel measurement of extracellular potentials of cultured cells and tissues. The 8 × 8 square-shaped microelectrodes which are made of Pt black were located at the center of culture well bottom made of a SiN diaphragm of 2 μm in thickness. Also, the microholes of 5 μm in diameter were formed in the diaphragm, and transparent leads made of ITO (indium tin oxide) were buried in the diaphragm. The microelectrode impedance was 5.82±0.856 kΩ at 1 kHz and small enough for practical low-noise measurement. Using the device, we succeeded in detecting electrical signals from a rat hippocampal slice by chemical stimulation through the microholes.

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84941630610&origin=inward

Extracellular potential measuring device with a sin diaphragm having microholes 査読有り

Yasuda T., Yonekawa K., Omori R., Kageyama I., Natsume K.

Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering 52 O - 225 2014年01月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

© 2014, Japan Soc. of Med. Electronics and Biol. Engineering. All rights reserved. By forming 64 microelectrodes and multiple microholes on a transparent SiN (silicon nitride) diaphragm for cell culture, we developed a microdevice for multichannel measurement of extracellular potentials of cultured cells and tissues. The microholes permits supply of nutrients and release of stimulating factors for various cell analyses. The 8 x 8 square-shaped microelectrodes which measure 54 μm on a side and are made of Pt black were located at the center of culture well bottom made of a SiN diaphragm of 2 μm in thickness. Also, the microholes of 5 μm in diameter were formed in the diaphragm, and transparent leads made of ITO (indium tin oxide) were buried in the diaphragm. The microelectrode impedance was 5.82±0.856 kΩ at 1 kHz and small enough for practical low-noise measurement. Using the device, we succeeded in detecting electrical signals from a rat hippocampal slice by chemical stimulation through the microholes.

DOI： 10.11239/jsmbe.52.O-225

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84939435496&origin=inward

Brain-inspired e-learning system using EEG 査読有り

Natsume K.

Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics) 8228 LNCS ( PART 3 ) 25 - 32 2013年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

English rhythm instruction materials (RIM) encourage one to learn English rhythm. In RIM, you have to speak loud following the English teacher's song looking at the phrases of the song in the text. During the learning the power of theta band (4 - 8Hz) of electroencephalogram (EEG) increased at the frontal region. When you repeat the lesson several times, you become bored. The powers of alpha (8-14 Hz), beta (14-30 Hz) and gamma (30-50 Hz) bands started to decrease in a wide regions before the subjects felt bored. On the other hand, theta power did not change. In addition, the coherence between the two recording sites mainly the electrode pairs along the midline was significantly different comparing between before and after subjects felt bored. The coherence of theta band did not change. These results suggest that using the characteristics of EEG, e-learning system for English rhythm can be developed. © Springer-Verlag 2013.

DOI： 10.1007/978-3-642-42051-1_4

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84893414072&origin=inward

A new online event related potential based brain-computer interfaces using an ensemble classifier 査読有り

Onishi A., Natsume K.

International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering, NER 1033 - 1036 2013年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

The brain computer interface (BCI) records brain signals, then translates them into commands for control devices for a better quality of life. The event related potential (ERP) has been used to drive the BCIs, but they still have room for improving its performance toward a practical use. In this study we evaluated an online ERP-based BCI system that had an ensemble classifier with overlapped partitioning and a stimulator which provided image intensifications. We also employed and compared four types of visual stimuli: a neutral, a positive, a negative and a traditional gray/white letter stimulus. As a result, ERP-based BCI system with the neutral, the positive and the negative image achieved significantly higher information transfer rate (41.0 ± 2.2 bits per minute at best) than that with the conventional gray/white letter stimulus. © 2013 IEEE.

DOI： 10.1109/NER.2013.6696113

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84897696354&origin=inward

Ensemble regularized linear discriminant analysis classifier for P300-based brain-computer interface 査読有り

Onishi A., Natsume K.

Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS 4231 - 4234 2013年10月

担当区分：責任著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

This paper demonstrates a better classification performance of an ensemble classifier using a regularized linear discriminant analysis (LDA) for P300-based brain-computer interface (BCI). The ensemble classifier with an LDA is sensitive to the lack of training data because covariance matrices are estimated imprecisely. One of the solution against the lack of training data is to employ a regularized LDA. Thus we employed the regularized LDA for the ensemble classifier of the P300-based BCI. The principal component analysis (PCA) was used for the dimension reduction. As a result, an ensemble regularized LDA classifier showed significantly better classification performance than an ensemble un-regularized LDA classifier. Therefore the proposed ensemble regularized LDA classifier is robust against the lack of training data. © 2013 IEEE.

DOI： 10.1109/EMBC.2013.6610479

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84886506878&origin=inward

脳波を用いた音楽嗜好性検出システム開発に向けた基礎的研究 (非線形問題)

小柳諒輔, 小島昇, 夏目季代久

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 ( 一般社団法人電子情報通信学会 ) 113 ( 69 ) 21 - 25 2013年05月

記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

私たちの日常の行動は主観的な嗜好性よって左右されている。最近、嗜好性に関連する脳波研究が行われ初めて来た。研究のほとんどは、どちらの顔が好きか、等視覚的な嗜好性の研究である。その研究では、前頭部θ波と、後頭部γ波が嗜好性に関与していると報告された。一方で、音楽は私たちにリラックス効果があり、ストレスを軽減してくれる。音楽療法は記憶障害患者、障害者に使用される。その効果は、好きな音楽を聴いた時、最大となる。従って、個々人の音楽嗜好性調べる事は脳波を用いる音楽療法にとって重要である。5名の健常男性(23.5±0.5歳(平均±標準偏差))に実験に参加して貰った。彼らは、30-35秒音楽を聴き、10秒間好き嫌いを判断した。その間、脳波測定を行った。音楽は、5-8ジャンルの20曲を聞いて貰った。脳波は高速フーリエ変換した後、4-8Hzのθ波、8-12Hzのα波,12-30Hzのβ波,30-50Hzのγ波の各周波数パワー値を計算した。さらに、パワー値をフィーチャーに1次元の交差判定を線形判別分析(LDA)を用いて行った。その結果、嗜好判断時、前頭部θ波パワー値は、好き判断時、嫌い判断時に比べて有意に高かった。一方、音楽聴取時及び嗜好判断時、後頭γ波のパワーは好き判断時より嫌い判断時の方が有意に高かった。交差判定の結果から、後頭γ波、前頭α波、γ波をフィーチャーにした場合、判別正解率が高かった。以上のことより、後頭γ波が嗜好判断に関わる脳波かもしれない。

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110009768972

ロールプレイングゲームを用いたセルフメンタルリハビリテーションシステムの提案 (マルチメディア・仮想環境基礎)

米澤将, 藤瀬雅大, 夏目季代久

電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 ( 一般社団法人電子情報通信学会 ) 112 ( 474 ) 301 - 304 2013年03月

記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

現在、多くの若者がうつ病にかかっている。うつ病の症状には、自動思考、体系的推論の誤り、抑うつスキーマ、コミュニケーション不足、睡眠リズム障害が挙げられる。これら若者のうつ病治療のために、コンピュータゲームを用いた新しい治療方法が提案されている。しかし、ゲームをする事により、本当に治療効果が出ているかどうかを確認する手段が無く、プレイヤーのゲーム治療に対するモチベーション維持が問題になっている。また治療を開始しても病院に行かない若者が多く、医師が経過を診断する事が難しくなっている。また様々な精神疾患患者では、そのコントロール脳波及びある課題実行時に異なる事が明らかになっている。本報告では、うつ病治療を行うための、3次元ロールプレイングゲームシステム(3D-RPG)を開発した。またそのゲーム中に課題を行い、その時の脳波をインターネットを介して病院に送り、データペースに保存可能なシステムを開発した。本セルフメンタルリハビリテーションシステムにより、うつ病の若者患者を有効に治療する事が出来ると、考えている。

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110009713367

脳内で観察される周波数の異なる神経振動

夏目季代久, 中司弘樹

日本神経回路学会誌 = The Brain & neural networks ( 日本神経回路学会 ) 20 ( 1 ) 3 - 6 2013年03月

記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

脳内には様々な周波数を持ったリズム現象が観察されている．私たちはラット脳から作成した海馬スライスに，アセチルコリン作動薬であるカルバコールを投与すると，周波数15-20Hzのβ波様振動が出現する事を明らかにした．それらはまた周期30-40秒ほどでバースト的に誘導される．一方ラットを12時間12時間の明暗（LD）サイクルの環境下におくと，そのサイクルに引き込まれて行動する．L，D期それぞれのラットから切り出した海馬スライスにカルバコールを投与すると誘導したβ振動は異なった．この結果は，脳内神経の異なる周波数リズム間に相互作用がある事を示唆している．

DOI： 10.3902/jnns.20.3

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/10031163973

脳内で観察される周波数の異なる神経振動　（共著）査読有り

夏目季代久、中司弘樹

日本神経回路学会誌 20 ( 1 ) 3 - 6 2013年03月

Neuronal rhythm and long-term potentiation modulated by the circadian cycle in rat hippocampal slices

Hiroki Nakatsuka, Kiyohisa Natsume

The abstract of The First BMIRC International Symposium on Frontiers in Computational Systems Biology and Bioengineering 2013年02月

Brain computer interface using human brain waves

Kiyohisa Natsume

The abstract of The First BMIRC International Symposium on Frontiers in Computational Systems Biology and Bioengineering 2013年02月

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<夏目 季代久>

論文 - 夏目 季代久

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