理研CBS-トヨタ連携センター

脳リズム情報処理連携ユニット

  • ユニットリーダー
  • 北城 圭一 Ph.D.

Keiichi Kitajo

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神経ダイナミクスに基づく脳機能の個人特性の理解

ヒトの脳活動は安静時、もしくは、課題遂行時に、同期、振動をはじめとする多様な神経活動のダイナミクスをみせます。我々は、主には頭皮脳波で脳活動を計測し、神経ダイナミクス、ネットワーク特性を解析、モデル化します。これにより、ヒト集団のデータから認知傾向、性格傾向をはじめとする「脳機能の個人特性」と「神経ダイナミクスの個人特性」との関連を理解することを目指します。また、神経ダイナミクスの個人特性を変調、規定する要因を、核磁気共鳴スペクトロスコピー、非侵襲脳刺激手法等を用いて、多階層での現象と関連づけて多面的に解明します。脳機能の個人特性を神経ダイナミクスの観点から解析、モデル化、集団データの中での俯瞰的な可視化をすることにより、神経ダイナミクスの機能的役割の理解や、精神神経疾患の病態解明、効果的なニューロリハビリテーション提案、さらには、個人のwell-beingの理解への展開を試みます。

脳波計測・データ解析・数理モデル化により同期・振動等の神経活動ダイナミクスとネットワーク特性を理解します。

神経活動ダイナミクスや脳機能の個人特性をヒト集団の中での個人特性として低次元空間で可視化し、俯瞰的な視点からの理解を目指します。

論文

  1. Teiji Kawano, Noriaki Hattori, Yutaka Uno, Megumi Hatakenaka, Hajime Yagura, Hiroaki Fujimoto, Tomomi Yoshioka, Michiko Nagasako, Hironori Otomune, Keiichi Kitajo, Ichiro Miyai , Electroencephalographic phase synchrony index as a biomarker of post-stroke motor impairment and recovery. Neurorehabilitation and Neural Repair, 1-12, doi: 10.1177/1545968320935820, 2020.
  2. Aqsa shakeel, Toshihisa Tanaka, Keiichi Kitajo, Time-series prediction of oscillatory phase of EEG signals using least mean square algorithm-based AR model. Applied Sciences, 10, 1-10, doi: 10.3390/app10103616, 2020.
  3. Yuka O.Okazaki, Yuji Mizuno, Keiichi Kitajo,
    "Probing dynamical cortical gating of attention with concurrent TMS-EEG."
    Scientific Reports, 10, 4959, 1-10,
    10.1038/s41598-020-61590-2, 2020.
  4. Hiromichi Suetani, Keiichi Kitajo, "A manifold learning approach to mapping individuality of human brain oscillations through beta-divergence."Neuroscience Research, 4373, 1-9, 10.1016/j.neures.2020.02.004, 2020.
  5. Kei-ichi Ueda, Yasumasa Nishiura, Keiichi Kitajo,
    "Mathematical mechanism of state-dependent phase resetting properties of alpha rhythm in the human brain." Neuroscience Research, 4387, 1-13,
    10.1016/j.neures.2020.03.007, 2020.
  6. Song Ye, Keiichi Kitajo, Katsunori Kitano, Information-theoretic approach to detect directional information flow in EEG signals induced by TMS. Neuroscience Research, 4307, 1-9, doi: 10.1016/j.neures.2019.09.003, 2019.
  7. Yue Wei, Yuka O. Okazaki, Richard HY So, Winnie C Chu, Keiichi Kitajo,
    "Motion sickness-susceptible participants exposed to coherent rotating dot patterns show excessive N2 amplitudes and impaired theta-band phase synchronization."
    NeuroImage, 202, 116028, 1-13,
    10.1016/j.neuroimage.2019.116028, 2019.
  8. Sarah Glim, Yuka Okazaki, Yumi Nakagawa, Yuji Mizuno, Takashi Hanakawa, Keiichi Kitajo,
    "Phase-amplitude coupling of neural oscillations can be effectively probed with concurrent TMS-EEG."
    Neural Plasticity, 6263907, 1-13,
    10.1155/2019/6263907, 2019.
  9. Teiji Kawano, Noriaki Hattori, Yutaka Uno, Keiichi Kitajo, Megumi Hatakenaka, Hajime Yagura, Hiroaki Fujimoto, Tomomi Yoshioka, Michiko Nagasako, Hironori Otomune, Ichiro Miyai.:
    "Large-scale phase synchrony reflects clinical status after stroke: An EEG study."
    Neurorehabilitation & Neural Repair, 31, 6, 561-570, 2017.
    10.1177/1545968317697031
  10. Takafumi Kajihara, Muhammad Nabeel Anwar, Masahiro Kawasaki, Yuji Mizuno, Kimitaka Nakazawa, Keiichi Kitajo: "Neural dynamics in motor preparation: From phase-mediated global computation to amplitude-mediated local computation." NeuroImage, 118, 445-455, 2015.
    10.1016/j.neuroimage.2015.05.032
  11. Keiichi Kitajo, Takashi Hanakawa, Risto J. Ilmoniemi and Carlo Miniussi,: "A contemporary research topic: Manipulative approaches to human brain dynamics." Frontiers in Human Neuroscience, 9:118, 2015.
    10.3389/fnhum.2015.00118
  12. Muhammad Nabeel Anwar, Muhammad Samran Navid, Mushtaq Khan, Keiichi Kitajo,: "A possible correlation between performance IQ, visuomotor adaptation ability and mu suppression" Brain Research, 1603, 84–93, 2015.
    10.1016/j.brainres.2015.01.045
  13. Masahiro Kawasaki, Yutaka Uno, Jumpei Mori, Kenji Kobata, Keiichi Kitajo,: "Transcranial magnetic stimulation-induced global propagation of transient phase resetting associated with directional information flow."
    Frontiers in Human Neuroscience, 8:173, 2014.
    10.3389/fnhum.2014.00173