外部リンク：http://www.cns.mi.uec.ac.jp

学士（工学）, 大阪大学

Bachelar of Engineering, Osaka University

修士（工学）, 東京大学

Master of Engineering, The University of Tokyo

博士（工学）, 東京大学

Doctor of Engineering, The University of Tokyo

信号処理

機械学習

心理物理学

感覚・知覚

視覚

脳波

脳磁場

fMRI

非侵襲脳活動計測

計算論的神経科学

ライフサイエンス, 生体材料学

ライフサイエンス, 生体医工学

ライフサイエンス, 基盤脳科学

人文・社会, 認知科学

ライフサイエンス, 神経科学一般

2018年09月
National Institute of Mental Health, National Institutes of Health, Section on Functional Imaging Methods, Laboratory of Brain and Cognition, Special Volunteer

2017年10月01日
国立研究開発法人科学技術振興機構, さきがけ研究者

2017年03月01日
国立大学法人電気通信大学情報理工学研究科, 教授

2012年03月01日 - 2017年02月28日
国立大学法人電気通信大学先端領域教育研究センター, 准教授

2006年04月01日 - 2012年02月29日
独立行政法人情報通信研究機構／株式会社国際電気通信基礎技術研究所脳情報研究所, 研究員

2005年04月01日 - 2006年03月31日
独立行政法人理化学研究所脳科学総合研究センター脳数理研究チーム, 研究員

2004年04月01日 - 2005年03月31日
独立行政法人科学技術振興機構, さきがけグループメンバー（研究員）

2001年04月01日 - 2004年03月31日
理化学研究所脳科学総合研究センター脳信号処理研究チーム, 基礎科学特別研究員

1998年04月 - 2001年03月
東京大学, 工学系研究科, 先端学際工学専攻

2015年03月
戦略企画担当理事, 日本神経回路学会, 学協会

2014年 - 2015年
運営委員, 第25回日本神経回路学会大会, 学協会

2013年 - 2015年
情報・システムソサイエティ誌編集委員, 電子情報通信学会, 学協会

2014年
委員, 日本バーチャルリアリティ学会テレイグジスタンス研究会, 学協会

2013年
Program Committee, The 31st International Congress of Psychology (ICP2016), 学協会

受賞日 2015年
日本神経回路学会優秀研究賞

受賞日 2014年08月
日本神経回路学会
日本神経回路学会論文賞

受賞日 2009年
日本神経回路学会
日本神経回路学会論文賞

受賞日 2009年
（株）国際電気通信基礎技術研究所 優秀研究賞

受賞日 2005年
理化学研究所感謝状

受賞日 2004年
日本神経回路学会奨励賞

受賞日 2004年
理化学研究所感謝状

受賞日 2003年
計測自動制御学会生体生理工学部会 研究奨励賞

受賞日 2000年
計測自動制御学会学術奨励賞（研究奨励賞）

Suppression of information spreading in MEG source estimation using a functionally-structured Bayesian approach.
Kai Miyazaki; Shun Nirasawa; Naoki Ishibashi; Kazuaki Akamatsu; Okito Yamashita; Yoichi Miyawaki
NeuroImage, 333巻, 掲載ページ 121934-121934, 出版日 2026年06月, 国際誌, Magnetoencephalography (MEG) is a noninvasive method that can measure human brain activity with high temporal resolution. However, the spatial resolution of MEG is limited because MEG signals are recorded by sensors located outside the head. Although MEG source estimation overcomes this problem to some extent, the combination of MEG source estimation and multivariate analysis results in "information spreading", where significant predictions are observed in brain areas outside the true signal source location. In this study, we examine a Bayesian estimation approach that incorporates functional structure of the human brain in order to explore whether both source estimation accuracy and suppression of information spreading can be improved simultaneously. We compare the performance of the proposed model with simulated data generated under various signal-to-noise ratio conditions. The results show that the functionally-structured Bayesian model achieves source estimation accuracy that is better than that of conventional source estimation models. Additionally, the comparison of information spreading among the models reveals that our model outperforms the conventional ones. These results suggest that information spreading in the MEG source estimation can be suppressed while maintaining high source estimation accuracy.
研究論文（学術雑誌）, 英語

Acquisition and processing methods of whole-brain layer-fMRI VASO and BOLD: The Kenshu dataset.
Kenshu Koiso; Anna K Müller; Kazuaki Akamatsu; Sebastian Dresbach; Christopher J Wiggins; Omer Faruk Gulban; Rainer Goebel; Yoichi Miyawaki; Benedikt A Poser; Laurentius Huber
Aperture neuro, 3巻, 出版日 2023年09月, 国際誌, Cortical depth-dependent functional magnetic resonance image (fMRI), also known as layer-fMRI, has the potential to capture directional neural information flow of brain computations within and across large-scale cortical brain networks. E.g., layer-fMRI can differentiate feedforward and feedback cortical input in hierarchically organized brain networks. Recent advancements in 3D-EPI sampling approaches and MR contrast generation strategies have allowed proof-of-principle studies showing that layer-fMRI can provide sufficient data quality for capturing laminar changes in functional connectivity. These studies have however not shown how reliable the signal is and how repeatable the respective results are. It is especially unclear whether whole-brain layer-fMRI functional connectivity protocols are widely applicable across common neuroscience-driven analysis approaches. Moreover, there are no established preprocessing fMRI methods that are optimized to work for whole-brain layer-fMRI datasets. In this work, we aimed to serve the field of layer-fMRI and build tools for future routine whole-brain layer-fMRI in application-based neuroscience research. We have developed publicly available sequences, acquisition protocols, and processing pipelines for whole-brain layer-fMRI. These protocols are validated across 60 hours of scanning in nine participants. Specifically, we identified and exploited methodological advancements for maximizing tSNR efficiency and test-retest reliability. We are sharing an extensive multi-modal whole-brain layer-fMRI dataset (20 scan hours of movie-watching in a single participant) for the purpose of benchmarking future method developments: The Kenshu dataset. With this dataset, we are also exemplifying the usefulness of whole brain layer-fMRI for commonly applied analysis approaches in modern cognitive neuroscience fMRI studies. This includes connectivity analyses, representational similarity matrix estimations, general linear model analyses, principal component analysis clustering, etc. We believe that this work paves the road for future routine measurements of directional functional connectivity across the entire brain.
研究論文（学術雑誌）, 英語

Spatiotemporal bias of the human gaze toward hierarchical visual features during natural scene viewing.
Kazuaki Akamatsu; Tomohiro Nishino; Yoichi Miyawaki
Scientific reports, 13巻, 1号, 掲載ページ 8104-8104, 出版日 2023年05月18日, 国際誌, The human gaze is directed at various locations from moment to moment in acquiring information necessary to recognize the external environment at the fine resolution of foveal vision. Previous studies showed that the human gaze is attracted to particular locations in the visual field at a particular time, but it remains unclear what visual features produce such spatiotemporal bias. In this study, we used a deep convolutional neural network model to extract hierarchical visual features from natural scene images and evaluated how much the human gaze is attracted to the visual features in space and time. Eye movement measurement and visual feature analysis using the deep convolutional neural network model showed that the gaze was more strongly attracted to spatial locations containing higher-order visual features than to locations containing lower-order visual features or to locations predicted by conventional saliency. Analysis of the time course of gaze attraction revealed that the bias to higher-order visual features was prominent within a short period after the beginning of observation of the natural scene images. These results demonstrate that higher-order visual features are a strong gaze attractor in both space and time, suggesting that the human visual system uses foveal vision resources to extract information from higher-order visual features with higher spatiotemporal priority.
研究論文（学術雑誌）, 英語

Bodily ownership of an independent supernumerary limb: an exploratory study.
Kohei Umezawa; Yuta Suzuki; Gowrishankar Ganesh; Yoichi Miyawaki
Scientific reports, 12巻, 1号, 掲載ページ 2339-2339, 出版日 2022年02月14日, 国際誌, Can our brain perceive a sense of ownership towards an independent supernumerary limb; one that can be moved independently of any other limb and provides its own independent movement feedback? Following the rubber-hand illusion experiment, a plethora of studies have shown that the human representation of "self" is very plastic. But previous studies have almost exclusively investigated ownership towards "substitute" artificial limbs, which are controlled by the movements of a real limb and/or limbs from which non-visual sensory feedback is provided on an existing limb. Here, to investigate whether the human brain can own an independent artificial limb, we first developed a novel independent robotic "sixth finger." We allowed participants to train using the finger and examined whether it induced changes in the body representation using behavioral as well as cognitive measures. Our results suggest that unlike a substitute artificial limb (like in the rubber hand experiment), it is more difficult for humans to perceive a sense of ownership towards an independent limb. However, ownership does seem possible, as we observed clear tendencies of changes in the body representation that correlated with the cognitive reports of the sense of ownership. Our results provide the first evidence to show that an independent supernumerary limb can be embodied by humans.
研究論文（学術雑誌）, 英語

Information spreading by a combination of MEG source estimation and multivariate pattern classification
Masashi Sato; Okito Yamashita; Masa-aki Sato; Yoichi Miyawaki
PLoS ONE, Public Library of Science, 13巻, 6号, 掲載ページ e0198806, 出版日 2018年06月01日, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語

触覚刺激時における第一次視覚野の活動と情報表現の解析
野崎 恵; 中谷 駿; 衞藤 祥太; 高橋 陽香; 青木 直哉; 角谷 基文; 北田 亮; 定藤 規弘; 神谷 之康; 宮脇 陽一
Vision, 日本視覚学会, 29巻, 1号, 掲載ページ 34-34, 出版日 2017年01月, 査読付
日本語

Multivariate Analysis of Magnetic Resonance Imaging Signals of the Human Brain
Yoichi Miyawaki
CURRENT TOPICS IN MEDICINAL CHEMISTRY, 16巻, 24号, 掲載ページ 2685-2693, 出版日 2016年, 査読付, 招待, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語

Inter-subject neural code converter for visual image representation
Kentaro Yamada; Yoichi Miyawaki; Yukiyasu Kamitani
NEUROIMAGE, 113巻, 掲載ページ 289-297, 出版日 2015年06月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語

機能的磁気共鳴画像法を用いた神経コードの解読
宮脇陽一
システム/制御/情報, システム制御情報学会, 59巻, 9号, 掲載ページ 353-359, 出版日 2015年, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 日本語

Relationship between timing of object category representation and the level of category abstraction in the human visual cortex
Masashi Sato; Yoichi Miyawaki
I-PERCEPTION, 5巻, 4号, 掲載ページ 295-295, 出版日 2014年, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語

脳活動から心を可視化する
堀川友慈; 宮脇陽一; 神谷之康
光学, 応用物理学会分科会日本光学会, 43巻, 3号, 掲載ページ 104-110, 出版日 2014年
研究論文（学術雑誌）, 日本語

Neural Decoding of Visual Imagery During Sleep
T. Horikawa; M. Tamaki; Y. Miyawaki; Y. Kamitani
SCIENCE, 340巻, 6132号, 掲載ページ 639-642, 出版日 2013年05月, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語

Modular Encoding and Decoding Models Derived from Bayesian Canonical Correlation Analysis
Yusuke Fujiwara; Yoichi Miyawaki; Yukiyasu Kamitani
NEURAL COMPUTATION, 25巻, 4号, 掲載ページ 979-1005, 出版日 2013年04月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語

Spike suppression in a local cortical circuit induced by transcranial magnetic stimulation
Yoichi Miyawaki; Takashi Shinozaki; Masato Okada
JOURNAL OF COMPUTATIONAL NEUROSCIENCE, 33巻, 2号, 掲載ページ 405-419, 出版日 2012年10月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語

Neural Code Converter for Visual Image Representation.
Kentaro Yamada; Yoichi Miyawaki; Yukiyasu Kamitani
2011 International Workshop on Pattern Recognition in NeuroImaging(PRNI), IEEE Computer Society, 掲載ページ 37-40, 出版日 2011年, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）

脳情報デコーディング技術とその応用
宮脇陽一; 神谷之康
計測と制御, 50巻, 10号, 掲載ページ 888-894, 出版日 2011年
研究論文（学術雑誌）, 日本語

Influence of Coherence Between Multiple Cortical Columns on Alpha Rhythm: A Computational Modeling Study
Yasushi Naruse; Ayumu Matani; Yoichi Miyawaki; Masato Okada
HUMAN BRAIN MAPPING, 31巻, 5号, 掲載ページ 703-715, 出版日 2010年05月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語

Estimating image bases for visual image reconstruction from human brain activity
Yusuke Fujiwara; Yoichi Miyawaki; Yukiyasu Kamitani
Advances in Neural Information Processing Systems, 22巻, 掲載ページ 576-584, 出版日 2010年, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語

Visual image reconstruction from human brain activity: A modular decoding approach
Yoichi Miyawaki; Hajime Uchida; Okito Yamashita; Masa-aki Sato; Yusuke Morito; Hiroki C. Tanabe; Norihiro Sadato; Yukiyasu Kamitani
INTERNATIONAL WORKSHOP ON STATISTICAL-MECHANICAL INFORMATICS 2009 (IW-SMI 2009), 197巻, 出版日 2009年, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語

Automatic extraction of visual image bases from fMRI response patterns
Yusuke Fujiwara; Yoichi Miyawaki; Yukiyasu Kamitani
NEUROSCIENCE RESEARCH, 65巻, 掲載ページ S108-S108, 出版日 2009年, 査読付
英語

Visual Image Reconstruction from Human Brain Activity using a Combination of Multiscale Local Image Decoders
Yoichi Miyawaki; Hajime Uchida; Okito Yamashita; Masa-aki Sato; Yusuke Morito; Hiroki C. Tanabe; Norihiro Sadato; Yukiyasu Kamitani
NEURON, 60巻, 5号, 掲載ページ 915-929, 出版日 2008年12月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語

Rate reduction for associative memory model in Hodgkin-Huxley-type network
Masafumi Oizumi; Yoichi Miyawaki; Masato Okada
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, 77巻, 6号, 掲載ページ 064802:1-6, 出版日 2008年06月, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語

Decoding heading directions from human brain activity(Summary of Awarded Presentation at the 26th Annual Meeting)
SHIGEMASU Hiroaki; MIYAWAKI Yoichi; KAMITANI Yukiyasu; KITAZAKI Michiteru
基礎心理学研究, 日本基礎心理学会, 27巻, 1号, 掲載ページ 121-122, 出版日 2008年, We investigated whether fMRI-derived cortical activity patterns induced by optic flow can predict the direction of heading. The cortical activity from hMT+, which is related to motion perception, led to good predictions. Focusing on the good performance of heading perception with eye movement, we also measured the cortical activity from an optic flow with eye movement. The decoder was trained with the activity patterns without eye movement and tested on those with actual eye movements, and vice versa. hMT+ exhibited a less robust, though still relatively the best, decoding performance. These results suggest that hMT+ is involved in heading perception and coding head-centric motion along with compensating for extra-retinal information. More generally, our study shows that decoding techniques can be used as effective tools in identifying the functions associated with cortical activity.
英語

fMRIによる自己運動方向知覚の復号化(日本基礎心理学会第26回大会,大会発表要旨)
繁桝 博昭; 宮脇 陽一; 神谷 之康; 北崎 充晃
基礎心理学研究, 日本基礎心理学会, 26巻, 2号, 掲載ページ 220-220, 出版日 2008年
日本語

Higher order effects on rate reduction for networks of Hodgkin-Huxley neurons
Masafumi Oizumi; Yoichi Miyawaki; Masato Okada
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, 76巻, 4号, 掲載ページ 044803:1-6, 出版日 2007年04月, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語

経頭蓋磁気刺激による視知覚抑制の神経メカニズム
宮脇陽一
日本神経回路学会誌, 14巻, 1号, 掲載ページ 44-57, 出版日 2007年
研究論文（学術雑誌）, 日本語

川人光男 ASCONE 2006 特別講義: 小脳の学習理論，LTD のシステムバイオロジーモデル，そして操作脳科学へ
田中宏和; 宮脇陽一
日本神経回路学会誌, Japanese Neural Network Society, 14巻, 2号, 掲載ページ 104-140, 出版日 2007年, Autumn School for Computational Neuroscience 2006 (ASCONE 2006) が2006年11月23日 (木) ～2006年11月26日 (日) 伊豆高原ルネッサ赤沢にて開催された. 本稿は, ATR脳情報研究所所長の川人光男先生の招待講演の講義録である.
研究論文（学術雑誌）, 日本語

Mechanisms of spike inhibition in a cortical network induced by transcranial magnetic stimulation
Y Miyawaki; M Okada
NEUROCOMPUTING, 65巻, 掲載ページ 463-468, 出版日 2005年06月, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語

A network model of perceptual suppression induced by transcranial magnetic stimulation
Y Miyawaki; M Okada
NEURAL COMPUTATION, 16巻, 2号, 掲載ページ 309-331, 出版日 2004年02月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語

Mechanism of neural interference by transcranial magnetic stimulation: network or single neuron?
Y Miyawaki; M Okada
ADVANCES IN NEURAL INFORMATION PROCESSING SYSTEMS 16, 16巻, 掲載ページ 1295-1302, 出版日 2004年, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語

Unconscious adaptation: a new illusion of depth induced by stimulus features without depth
R Hayashi; Y Miyawaki; T Maeda; S Tachi
VISION RESEARCH, 43巻, 26号, 掲載ページ 2773-2782, 出版日 2003年12月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語

The time course of stereopsis: The delayed VEP component correlate of figure-ground processes
Yoichi Miyawaki; Ryusuke Hayashi; Taro Maeda; Susumu Tachi
Electronics and Communications in Japan, Part II: Electronics (English translation of Denshi Tsushin Gakkai Ronbunshi), 86巻, 11号, 掲載ページ 72-86, 出版日 2003年11月
研究論文（学術雑誌）

A network model of inhibitory effects induced by transcranial magnetic stimulation
Y Miyawaki; M Okada
NEUROCOMPUTING, 52-4巻, 掲載ページ 837-842, 出版日 2003年06月, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語

Probing the neural mechanism of binocular information processing with VEPs
Ryusuke Hayashi; Yoichi Miyawaki; Taro Maeda; Susumu Tachi
Electronics and Communications in Japan, Part II: Electronics (English translation of Denshi Tsushin Gakkai Ronbunshi), 86巻, 3号, 掲載ページ 47-60, 出版日 2003年03月
研究論文（学術雑誌）

Computational model of transcranial magnetic stimulation: Temporal property and subthreshold prolongation of visual suppression induced by neural population
Yoichi Miyawaki; Masato Okada
Journal of Vision, 3巻, 9号, 掲載ページ 749, 出版日 2003年, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語

立体視過程の時間推移-遅延性誘発電位と図地分離過程-
宮脇陽一; 林隆介; 前田太郎; 舘暲
電子情報通信学会論文誌, J85-D-II巻, 2号, 掲載ページ 337-350, 出版日 2002年, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 日本語

視覚誘発電位計測に基づく両眼視覚情報処理過程の解析
林隆介; 宮脇陽一; 前田太郎; 舘暲
電子情報通信学会論文誌, J84-D-II巻, 3号, 掲載ページ 559-570, 出版日 2001年, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 日本語

Visual evoked potentials to dynamic random-dot stereograms - the influence of visual field location, disparity and interocular correlation on latency
R. Hayashi; Y. Miyawaki; T. Maeda; S. Tachi
Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology - Proceedings, 1巻, 掲載ページ 425, 出版日 1999年
研究論文（国際会議プロシーディングス）

奥行き知覚時の視覚誘発電位における２峰性波の性質
宮脇陽一; 柳田康幸; 前田太郎; 舘暲
電子情報通信学会論文誌, 電子情報通信学会, J82-D-II巻, 5号, 掲載ページ 961-972, 出版日 1999年, 査読付, 人間の立体知覚過程の客観的理解へ向け、非侵襲かつ高時間分解能という特徴をもつ視覚誘発電位計測に着目した。視差を含む立体図形刺激としてRandom-Dot Stereogramを被験者に提示した場合、後頭葉に潜時約200ms前後の陰性電位が発生することがよく知られているが、従来これらの実験は比較的狭い視覚野での刺激提示がほとんどであった。そこで、本論文では約40ﾟ程度の広視野での立体刺激提示を行い、その結果、従来には報告されていなかった潜時約180msと約280msの2峰性の陰性電位（N180及びN280)を再現性高く確認した。更に、立体図形の視差と形状に関する条件を変化させていくつかの実験を行ったところ、N180成分は比較的低次過程からの影響が強く、対してN280成分は形状や奥行の認知にかかわる高次過程からの影響が強く現れている可能性があることが示唆された。更に、このN280成分の振幅変化について解析を行ったところ、中心視における視差検出の優位性が示唆された。
研究論文（学術雑誌）, 日本語

触覚刺激弁別課題時における複数脳領域における活動と情報表現の相互作用
佐藤海渡; 野崎恵; 中谷駿; 高橋陽香; 角谷基文; 北田亮; 定藤規弘; 定藤規弘; 神谷之康; 神谷之康; 宮脇陽一
出版日 2022年, 日本神経化学会大会抄録集(Web), 65th巻, 202302279388204112

高次画像特徴量を用いた低酸素順応下におけるアストロサイト形態の経時変化の解析 (ニューロコンピューティング)
西野 智博; 田中 草介; 新タ 雅啓; 須貸 拓馬; 正本 和人; 宮脇 陽一
電子情報通信学会, 出版日 2017年03月13日, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 116巻, 521号, 掲載ページ 159-164, 日本語, 0913-5685, 40021163926, AN10091178

Deep convolutional neural networkを用いた低酸素適応前後のアストロサイトの画像判別 (ニューロコンピューティング)
田中 草介; 新タ 雅啓; 正本 和人; 宮脇 陽一
電子情報通信学会, 出版日 2016年03月22日, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 115巻, 514号, 掲載ページ 125-130, 日本語, 0913-5685, 40020791509, AN10091178

触覚刺激時におけるヒト視覚野の活動と触覚情報表現
中谷駿; 高橋陽香; 高橋陽香; 青木直哉; 青木直哉; 北田亮; 北田亮; 定藤規弘; 定藤規弘; 神谷之康; 神谷之康; 宮脇陽一
出版日 2015年09月02日, 日本神経回路学会全国大会講演論文集, 25th巻, 掲載ページ 6-7, 日本語, 201502206094907257

ヒト視覚野における物体カテゴリ表現とカテゴリ抽象度の時間的関係 (ニューロコンピューティング)
佐藤 匡; 宮脇 陽一
物体カテゴリは抽象度に応じて階層的に分類できる.また,ヒトの脳活動にも物体カテゴリの抽象度に対応した階層性が見られることが知られている.しかしながら,それぞれの物体カテゴリが「いつ」脳内に表現されるのか,また物体カテゴリが脳内に表現される時間は物体カテゴリの階層性とどのような関係にあるのかについては,十分に分かっていない.そこで本研究では,脳磁場計測装置により高時間分解能計測した脳活動パターンを解析することにより,多様な物体カテゴリが脳内に表現される時間を同定することを試みた.領野限定的な解析を行うため,計測された脳磁場信号から皮質上電流分布の推定を行った.得られた皮質上電流分有と提示された物体カテゴリの関係性を統計モデルに学習させ,各物体カテゴリが視覚野の脳活動パターンに表現される時刻を推定した.現在までに得られた結果を物体カテゴリの階層レベル別に整理した結果,物体カテゴリの予測成績が最も高くなる時刻に物体カテゴリの抽象度による差は見られなかった.この結果は,物体カテゴリの情報がヒトの視覚野に表現されるまでの時間は,物体カテゴリの抽象度によらず同程度である可能性を示唆している., 一般社団法人電子情報通信学会, 出版日 2014年03月17日, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 113巻, 500号, 掲載ページ 227-232, 日本語, 0913-5685, 110009862364, AN10091178

脳活動から視知覚像を読む
宮脇 陽一; 内田 肇; 山下 宙人; 佐藤 雅昭; 森戸 勇介; 田邊 宏樹; 定藤 規弘; 神谷 之康
fMRI信号の空間パターンと視覚刺激との対応関係を機械学習することにより,ヒトが何を見ているかをfMRI信号のみから予測可能であることが近年明らかになった.しかし,これまでの方法では,線分方位などの単一の視覚特徴を予測することしかできず,視覚画像そのものを「画像」として再構成することはできていなかった.本研究では,局所的なコントラストを多重解像度で予測する局所画像復号器を画像表現モデルに基づいて組み合わせることにより,ヒトが見ている任意のコントラストパターン刺激を「画像」として再構成可能であることを示す.またBMIで重要な脳活動からの運動の読み取りへの本手法の応用についても議論する., 一般社団法人電子情報通信学会, 出版日 2009年06月08日, 電子情報通信学会技術研究報告. HIP, ヒューマン情報処理, 109巻, 83号, 掲載ページ 51-56, 日本語, 0913-5685, 110007360627, AN10487237

脳デコーディング技術を用いた物体間,物体内奥行き知覚の処理過程の検討
繁桝博昭; 宮脇陽一; 神谷之康; 北崎充晃
日本基礎心理学会, 出版日 2009年03月31日, 基礎心理学研究, 27巻, 2号, 掲載ページ 182-183, 日本語, 0287-7651, 200902227859703913, 110007228135

多重解像度局所画像復号器の組み合わせによる視覚像の再構成
内田肇; 宮脇陽一; 山下宙人; 佐藤雅昭; 田邊宏樹; 定藤規弘; 神谷之康
近年,機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)と機械学習アルゴリズムを用いることで,視覚刺激の傾きや動き方向などヒト視知覚の一部を復号化できることが示されている.本研究では,ヒト視知覚の復号化を目的とし,被験者に提示した任意の画像をfMRI信号から再構成する.まず,fMRI信号から提示画像の局所平均コントラストを推定する局所画像復号器を解像度ごとに学習させた.次にそれら局所画像復号器の統合を,1)ピクセル基底表現,2)多重解像度基底表現, 3)fMRI信号の生成モデルに基づいたベイズ推定,の3種類で行った.その結果,任意の画像を高い精度で再構成できることがわかった.本手法を用いることで視覚野の詳細な情報表現・情報処理過程の解明が期待される., 社団法人電子情報通信学会, 出版日 2007年03月07日, 電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング, 106巻, 588号, 掲載ページ 79-84, 日本語, 0913-5685, 110006249030, AN10091178

21aWB-7 自己相関型相互作用を持つH-H系のレート縮約(ニューラルネットワーク,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)
大泉 匡史; 宮脇 陽一; 岡田 真人
一般社団法人日本物理学会, 出版日 2007年02月28日, 日本物理学会講演概要集, 62巻, 1号, 掲載ページ 299-299, 日本語, 1342-8349, 110007191246, AA11439205

ヘブシナプスを持つH-H系のレート縮約(ニューラルネットワーク画像復元及び一般)
大泉 匡史; 宮脇 陽一; 岡田 真人
我々は,Shrikiらの定式化に従いHodgkin-Huxley方程式系をレートモデル系へと縮約する方法を提案した[1][2].しかしながら,提案した枠組みの中では,我々はHodgkin-Huxley型のコンダクタンスペースモデルのf-Iカーブの閾値とゲインがリークコンダクタンスに対し二次の依存性を持つことをアドホックに仮定していた.本論文においては,我々は赤池情報量規準を用いて,f-Iカーブのゲイン閾値のリークコンダクタンスの依存性に関して最適なモデル選択を議論する.それから我々は,我々の提案するレート縮約の方法をへブ結合を持つHodgkin-Huxley方程式系に対して適用する.我々は三個の相関のある記憶パターンを系に埋め込み,記憶状態と混合状態の間の相転移を調べた.その結果,我々のレート縮約の方法はHodgkin-Huxley方程式系の結果を再現することが示された., 社団法人電子情報通信学会, 出版日 2007年01月18日, 電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング, 106巻, 500号, 掲載ページ 37-42, 日本語, 0913-5685, 110006204904, AN10091178

Reconstruction of visual images from fMRI signals by combination of multi-resolution local image decoders
Yoichi Miyawaki; Hajime Uchida; Okito Yamashita; Masa-aki Sato; Hiroki C. Tanabe; Norihiro Sadato; Yukiyasu Kamitani
出版日 2007年, NEUROSCIENCE RESEARCH, 58巻, 掲載ページ S55-S55, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）, 0168-0102, WOS:000249272800321

Multiple generators model based on neural mass model for MEG/EEG
Yasushi Naruse; Ayumu Matani; Yoichi Miyawaki; Masato Okada
出版日 2007年, NEUROSCIENCE RESEARCH, 58巻, 掲載ページ S215-S215, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）, 0168-0102, WOS:000249272801278

26pXD-1 H-H方程式系のレート縮約における高次の効果(26pXD ニューラルネットワーク(神経系のモデルを含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))
大泉 匡史; 宮脇 陽一; 岡田 真人
一般社団法人日本物理学会, 出版日 2006年08月18日, 日本物理学会講演概要集, 61巻, 2号, 掲載ページ 244-244, 日本語, 1342-8349, 110007183205, AA11439205

HH系のレート縮約における高次の効果
大泉 匡史; 宮脇 陽一; 岡田 真人
我々は,Hodgkin-Huxley系のレート縮約の新しい方法を提案する.Shrikiらは,縮約されたレートモデルのf-Iカーブの閾値がHodgikin-Huxleyモデルのリークコンダクタンスの一次に依存し,ゲインが一定であるとを仮定した.まず我々は,f-Iカーブの閾値とゲインはリークコンダクタンスの二次に依存することを示す.つぎにその知見を用いて,二次相互作用を持つHodgkin-Huxley系は,より高次の相互作用をもつレートモデルに縮約されることを示す.最後に,提案したレート縮約を用いて,メキシカンハット型相互作用を持つHodgkin-Huxley系の統計力学を構築する., 一般社団法人電子情報通信学会, 出版日 2006年07月07日, 電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング, 106巻, 163号, 掲載ページ 13-18, 日本語, 0913-5685, 110004809700, AN10091178

29pXH-10 HH系の巨視的方程式(29pXH ニューラルネットワーク(神経系のモデルを含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))
大泉 匡史; 宮脇 陽一; 岡田 真人
一般社団法人日本物理学会, 出版日 2006年03月04日, 日本物理学会講演概要集, 61巻, 1号, 掲載ページ 308-308, 日本語, 1342-8349, 110007181352, AA11439205

24pYB-3 ゆらぎの相関関数を用いた集団符号化に基づく方位選択性モデルの比較(ニューラルネットワーク,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))
三浦 佳二; 宮脇 陽一; 岡田 真人
一般社団法人日本物理学会, 出版日 2005年03月04日, 日本物理学会講演概要集, 60巻, 1号, 掲載ページ 272-272, 日本語, 1342-8349, 110004535184, AA11439205

13pTC-3 HH 系の緩和のダイナミクスと可解アナログ神経回路モデル(ニューラルネットワーク : 神経系のモデルを含む, 領域 11)
宮脇 陽一; 岡田 真人
一般社団法人日本物理学会, 出版日 2004年08月25日, 日本物理学会講演概要集, 59巻, 2号, 掲載ページ 220-220, 日本語, 1342-8349, 110002051979, AA11439205

経頭蓋磁気刺激の神経メカニズム : 反回性皮質回路網でのスパイク抑制
宮脇 陽一; 岡田 真人
経頭蓋磁気刺激(TMS)によるスパイク抑制のメカニズムを提案する.TMSとは,頭皮表面においたコイルによって作り出されたパルス磁場により脳内を電磁気的に刺激する手法のことである.ヒト脳内を非侵襲的に刺激できる唯一のツールとして注目を集め,現在多分野において広く利用されるに至っている.TMSは,典型的には抑制的効果をもたらす.しかしながら,どのような神経メカニズムによって,TMSが抑制的な効果を及ぼすかという基礎的問題は,その技術が開発されてから20年余りを経た現在においても依然不明なままである.そこで本研究では,実際の刺激状況に照らして自然な仮定である神経細胞集団の一斉刺激という観点から,TMS抑制の神経メカニズムを計算論的に検証する.ここでは特に主要なイオンチャネル群を組み込んだリアリスティックな神経細胞モデルを用い,第一次視覚野方位選択性を示す反回性神経回路網を構築,神経細胞集団がTMS型パルス外乱により受ける影響を解析した.結果,TMS型パルス外乱の印加により,定常状態における持続性のスパイク抑制が観察された.この抑制効果は,単離神経細胞において持続性のスパイク抑制を引き起こすために必要なAHPチャネルとは独立のメカニズムにより生じるものであった.また持続性抑制の時間特性は実験結果とよい一致を示した.以上の結果は,TMSによる抑制効果発現過程において,個々の神経細胞が陽に抑制される必要はなく,むしろ刺激された局所回路網内での興奮-抑制入力のバランス崩壊が本質的であることを示唆する., 一般社団法人電子情報通信学会, 出版日 2004年05月21日, 電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング, 104巻, 99号, 掲載ページ 55-60, 英語, 0913-5685, 110003234041, AN10091178

経頭蓋磁気刺激による知覚抑制効果のネットワークモデル
宮脇 陽一; 岡田 真人
経頭蓋磁気刺激(TMS)が神経細胞集団に対して与える影響をモデル化し,解析した,TMSは,非侵襲かつ高時間分解能で,脳内の電磁気的な現象に影響を与えることができるため,知覚現象や運動に関わる神経活動の時間的側面に関する実験研究において広く用いられている.しかしながら,TMSがどのように神経活動に対して影響を与えるのか,そのメカニズムの理論的側面はこれまで全く明らかになっていない.本研究では,側抑制型の結合加重をもち,出力に擬似線形関数を用いたシンプルな神経細胞集団のモデルを用いて,TMS型の瞬時外乱に対する系の応答を調べた.TMSの印加により,系の平均的活動量は一過性の活動増加を経たのち減少に転じ,それに伴い興奮パターンの局在度が減少した.外部入力刺激が強い過渡成分と弱い定常成分を持つ場合は,TMSが有効に働く臨界潜時帯が存在し,その臨界潜時帯で印加を行った場合のみ,系は外部刺激がない(あるいは閾下の)時と同じ平衡状態へと収束した.これらの結果は,TMSを用いた心理実験において典型的に観察される知覚抑制効果が,神経細胞集団の相互作用の結果として生じうることを示している., 一般社団法人電子情報通信学会, 出版日 2002年03月11日, 電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング, 101巻, 735号, 掲載ページ 197-204, 英語, 0913-5685, 110003234269, AN10091178

The illusion of depth induced by adaptation to anticorrelated RDS.
R Hayashi; Y Miyawaki; T Maeda; S Tachi
出版日 2001年03月, INVESTIGATIVE OPHTHALMOLOGY & VISUAL SCIENCE, 42巻, 4号, 掲載ページ S503-S503, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）, 0146-0404, WOS:000168392102685

The VEP component related to figure-ground processes in the time course of stereopsis.
Y Miyawaki; R Hayashi; T Maeda; S Tachi
出版日 2001年03月, INVESTIGATIVE OPHTHALMOLOGY & VISUAL SCIENCE, 42巻, 4号, 掲載ページ S404-S404, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）, 0146-0404, WOS:000168392102147

The late negative figure - ground VEP modulated by focal attention
Y. Miyawaki; R. Hayashi; T. Maeda; S. Tachi
出版日 2001年, PERCEPTION, 30巻, 掲載ページ 44-45, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）, 0301-0066, WOS:000207113100138

Probing the time course of disparity processing with visual evoked potentials.
R Hayashi; Y Miyawaki; T Maeda; S Tachi
出版日 2000年03月, INVESTIGATIVE OPHTHALMOLOGY & VISUAL SCIENCE, 41巻, 4号, 掲載ページ S735-S735, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）, 0146-0404, WOS:000086246703981

奥行き知覚時の視覚誘発電位の評価と検討
宮脇 陽一; 前田 太郎; 舘 〓
出版日 1997年09月04日, 生体・生理工学シンポジウム論文集, 12巻, 掲載ページ 301-304, 日本語, 10016712161, AN10442953

奥行き知覚時の視覚誘発電位の評価と検討
宮脇 陽一; 前田 太郎; 舘 〓
人工現実感等の感覚提示システムにおける臨場感評価の基礎的検証実験として立体視時の視覚誘発電位に着目した。従来までの研究で視差刺激を提示した際に後頭葉に潜時約200msecの陰性波が発生することが確認されてはいたが、比較的峡い視野での実験がほとんどであった。そこで今回我々は約40゜の広視野角での視差刺激提示実験および誘発電位の測定を行ったところ、従来には見られなかった潜時180msec及び280msecの2峰性の陰性波を確認した。この成分の意味を検討するため2、3の検証実験を行ったところ後期成分のほうが認知に関係した成分であることが示唆された。またその渡形を解析した結果、視差抽出に対する中心視の優位性が示唆された。, 一般社団法人電子情報通信学会, 出版日 1997年03月17日, 電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス, 96巻, 581号, 掲載ページ 23-30, 日本語, 110003286876, AN1001320X

ユニーク・エキサイティングサイエンスII
宮脇陽一
学術書, 日本語, 分担執筆, 第１章 ``あたまの中の情報を映像化せよ'', 近代科学社, 出版日 2013年

Fundamental of Mechanical and Intelligent Systems Engineering
The University of Electro-Communications

Fundamentals of Measurement Engineering
The University of Electro-Communications

Human-Machine System
The University of Electro-Communications

人間機械システム
電気通信大学

Complex Analysis
The University of Electro-Communications

複素関数論
電気通信大学

工学解析および演習
電気通信大学

機械知能システム学専攻基礎
電気通信大学

機械知能システム学専攻基礎
電気通信大学

計測工学基礎
電気通信大学

工学解析および演習
The University of Electro-Communications

工学解析および演習
電気通信大学

大学院総合コミュニケーション科学
電気通信大学

大学院総合コミュニケーション科学
電気通信大学

知能機械工学専攻基礎
電気通信大学

知能機械工学専攻基礎
電気通信大学

計測工学基礎
The University of Electro-Communications

計測工学基礎
電気通信大学

高時空間解像度ヒト脳活動計測・解析による能動視覚ダイナミクスの研究
宮脇 陽一; 福永 雅喜; 山下 宙人; 柳澤 琢史
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 基盤研究(A), 25H01138
研究期間 2025年04月01日 - 2029年03月31日

拡張身体の心理・生理・社会的受容性の研究
宮脇 陽一; 北崎 充晃; 杉本 麻樹; GOWRISHANK AR.G
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 挑戦的研究(開拓), 研究期間の初年度である今年度は、主として、拡張身体の身体化、限界、最適化の３つの課題に対して、心理物理学的アプローチと脳計測的アプローチで取り組んだ。その結果、以下の成果を得た：
【心理物理学的アプローチ】構造的水準、規模的水準、表層的水準という視点で実験条件の体系化を行い、実験プラットフォームの構築を開始した。構造的水準の例として、四肢の関節が通常と逆に曲がる身体をVRアバターで構築し、それへの順応を調べた。規模的水準の例として、手足のみからなるVR透明アバターの配置を操作し、通常よりも大きいあるいは小さい身体に対する身体所有感を調べた。表層的水準として、見た目を変身するシステムを構築し、変身する際に感じる変身感を心理的に計測した。これらの結果は、拡張身体の身体化プロセスを評価するとともに、その限界に関する知見を得ることに繋がるものであった。加えて、人工指を用いた実験プラットフォームにおいては、従来研究で実施した小指側方への装着に加え、人差し指と親指の間への装着実験を開始し、両者の比較により、装着部位の最適性を評価した。さらに、人間と機械が半自律的に協調動作する身体を操作した条件で身体所有感・行為主体感がどのように変化するかを検証する為、実環境のロボットアームを協調操作する実験系を構築した。実験を通じて、操作者と機械が目的を共有しているかどうかによって、有意差が生じることを検証した． 【脳計測的アプローチ】人工指を用いた実験プラットフォームにおいて、小指側方に人工指を装着し、それに順応した場合に脳活動がどう変容するかを評価し、あわせて心理物理学的に定量化した知覚の変化量との関係を解析した。また同様の実験と解析を、人差し指と親指の間への装着した場合でも開始した。これらの結果は拡張身体の身体化に伴う脳内表現を評価し、拡張身体の最適性に関する知見を得ることに繋がるものであった。, 23K17460
研究期間 2023年06月30日 - 2026年03月31日

超高磁場MRIと脳磁場計測の融合によるヒト脳活動解析の潜在的時空間分解能の探求
宮脇 陽一; 福永 雅喜; 山下 宙人
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 基盤研究(A), 本研究では、超高磁場下での磁気共鳴画像（MRI）計測及び脳磁場（MEG）計測で得られたヒト脳活動に表現される神経情報を、高時空間分解能で解析する基盤技術の構築を目指し、以下の成果を得た。（１）構造化MEG信号源推定モデルを開発し、信号源推定精度を維持しつつ情報拡散抑制を向上することに成功した。（２）開発モデルのノイズ耐性、対応可能な脳活動の複雑性など、モデルの性質を多側面から評価した。（３）超高磁場機能的MRI信号の超高速計測を実施し、皮質下領域を含む複数脳部位での脳活動信号を捕捉することに成功した。（４）超高速計測された脳活動信号の解析により、静脈血分布と情報表現の関係性を明らかにした。, 20H00600
研究期間 2020年04月01日 - 2024年03月31日

自然光景下における視線移動と視覚的物体認識ダイナミクスの統合的研究
宮脇陽一
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 基盤研究(B), 研究代表者, 本研究では、多様な物体からなる自然な光景のもとで、ヒトは何に優先的に視線を向け、何を優先的に認識するのかを、時間的側面から理解することを目指し、以下の成果を得た。（１）自然光景画像観察時の眼球運動計測と深層畳み込みニューラルネットワークを用いた画像特徴量の解析により、高次画像特徴量に対する時空間的な誘目性を発見した。（２）この誘目性は、画像の意味や文脈等に関わらず、純粋に画像特徴量に対して引き起こされることを発見した。（３）脳磁場信号を高時空間分解能で計測・解析するための新しい信号源推定手法を開発した。（４）脳活動パターンに物体の画像情報が表現される時間を推定し、視線移動の潜時と比較した。, 17H01755
研究期間 2017年04月01日 - 2021年03月31日

超高磁場機能的磁気共鳴画像法を用いたヒト脳活動の高時空間分解能計測・解析の研究
宮脇 陽一
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A)), 本年度は，課題１である超高磁場fMRIを用いた高S/N比かつ高速な脳活動信号計測の実施を行いつつ，課題２である高速計測fMRI信号の高時間分解能解析に取り組んだ．本研究課題の推進にあたり２０１９年４月１日からの米国立衛生研究所（National Institutes of Health, NIH）滞在下での研究を予定していたが，実際にはそれに先んじて２０１８年９月初旬からNIHでの滞在を開始した．実験開始までの期間において必要な研修等が多くあったため，それらを先行滞在期間中に実施できたことにより，本研究期間を有効に使って研究を進めることができた． 課題１では，従来使用してきたサンプリングレートの約１６倍程度の高速撮像を実現するための計測パラメータの調整および予備データの取得を経て，高品質での脳活動画像データを取得する手法を確立することができた．当初はmulti-echo法を用いることも想定していたが，こうした手法を用いずとも目標が部分的に達成できたため，この手順は今年度においては採用しなかった． こうして確立した実験系を活用し，課題２を進めた．課題２の目的を達成するため，本年度は視覚刺激提示後の脳活動の時間変化を解析した．特に，機械学習の方法を応用することで刺激提示後のどのタイミングからfMRI信号に提示した視覚刺激の情報が表現されているかを定量化した．加えて，視覚刺激提示後の各ボクセルの細かな血行動態反応のタイミングと，視覚刺激の情報表現のタイミングを比較することにより，両者の時間的な関係についての新たな知見を得ることに成功した． 本研究課題としての滞在期間は短くはあったものの，高頻度での実験と解析を効率的に循環させることができ，極めて有意義な滞在および研究の推進を実現することができた．, 18KK0311
研究期間 2019年 - 2021年

高時空間分解能脳情報解析による自然条件下での実世界認識ダイナミクスの研究
宮脇 陽一
科学技術振興機構, 戦略的な研究開発の推進/戦略的創造研究推進事業/さきがけ, 視覚的な外界の認識は、人類の生存・繁殖・文化の形成を担う重要な脳機能です。本研究では、私たちが普段生活している環境になるべく近い自然な条件下におけるヒトの行動計測と、複数の脳活動計測を併用し、得られたデータを統合的に解析する手法を研究します。これにより、現存する脳活動計測の時空間的分解能の実効的突破と、人間の実世界認識を担う神経メカニズムの解明に挑戦します。, 17939718
研究期間 2017年 - 2021年

深層ニューラルネットワークを用いた細胞形態特徴抽出と疾患変異性形態特徴の可視化
宮脇陽一
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 新学術領域研究(研究領域提案型), 研究代表者, 本年度は、前年度までの課題で得られた結果をもとにして、課題３であるグリア細胞の疾患変異性特徴量の可視化と応用に中心的に取り組んだ。この目標達成のために、以下の項目を実施した。 （１）グリア細胞の形状特徴量を用いた疾患状態予測と疾患変異性特徴量の同定：グリア細胞画像から抽出した特徴量のうち、どの特徴量が疾患時に大きな影響を受けるのかをスパースモデリングの手法を用いて解析し、ごく一部の特徴量からも疾患状態が予測可能であることを確認した。 （２）疾患変異性特徴量の可視化：（１）の方法で同定された特徴量に対応する画像部分がどこであるかを可視化し、形態変異に関与している細胞部位を解釈可能にすることを試みた。結果、疾患予測に重要な特徴量が局在する空間位置を、細胞画像に重ね書きして可視化する技術の開発に成功した。 （３）空間特異性の解析：疾患によって強い変化をうける特徴量がどこに局在しているかを解析した。細胞体近辺あるいはその周辺部に局在している場合などが見受けられたが、現時点では体系的に統一した傾向は見られていない。 以上の結果より、当初の研究目的であったグリア細胞の形態特徴と病態との連関を示すことに成功し、またその関係性を細胞画像上で可視化する技術の開発に成功したといえる。その一方で、細胞形態変化の特異性に統一的な解釈を与えるには至っていない。こうしたばらつきは、例えば血管との距離や皮質表面からの深さなど、細胞が位置する情報などとの関連を付加的に解析することにより吸収できる可能性もあると考えている。, 17H05285
研究期間 2017年04月01日 - 2019年03月31日

スパースモデリングを用いたヒト脳活動の高時空間分解能解析と脳情報源の同定
宮脇 陽一
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 新学術領域研究(研究領域提案型), 本年度は、昨年度までに開発・評価した手法を用いて、ヒトの実MEG信号を解析した。この目標に即し、以下の項目を順次実施した。 （１）MEG信号計測実験：提示可能な物体画像カテゴリ数を多くするため、複数の物体画像を併置して同時に提示した際の脳活動計測実験を進めることを当初計画したが、その前段階として、単一物体画像提示時のMEG信号解析の精緻化と強い再現性の確認が必要となったため、それらを優先して実施した。結果、被験者１０名での現象の確認に成功し、研究成果の論文化に向けて大きく前進した。加えて、実MEG信号の信号源推定においても情報拡散が生じるかを確認するため、レチノトピー同定実験に標準的に用いる比較的単純な視覚刺激を用いたMEG信号計測実験を実施した。 （２）神経電流分布の推定：情報拡散が少ないMEG信号源推定方法は、脳活動パターンの分類精度が低いというトレードオフの関係にあることが分かった。よって、情報拡散はある程度生じるものの信号源位置の同定精度と脳活動パターンの分類精度において好成績を収めるfMRI信号による制約付きMEG信号源推定法を、実データの解析において中心的に用いることにした。 （３）神経電流分布に表現される画像情報の時間分解解析：以上の方法を用いて、推定したMEG信号源パターンから提示した物体画像カテゴリを時々刻々予測する統計モデル（デコーダ）を機械学習し、物体画像カテゴリの情報が神経活動に表現された時刻を様々な物体カテゴリに対して幅広く推定した。この手法と併用し、情報拡散の影響を低減させる可能性のあるsignal leakage reduction法の適用を試みた。また（１）のレチノトピー同定実験の視覚刺激に対するMEG信号源推定の時間分解解析の結果から、実MEG信号の解析においても情報拡散が生じている可能性が高いことを示唆することに成功した。, 16H01541
研究期間 2016年04月01日 - 2018年03月31日

人工手指を自分の手指のように動かす：ヒト脳活動を用いた人工手指の自然な学習
GOWRISHANK AR.G; 宮脇 陽一
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 挑戦的萌芽研究, 脳が、人工的に作成した肢部を自分自身のものとして自然に学習し、使えるようになるにはどのような条件が重要かを理解することを目的とした。1）人工物のどのような特性が、それが自分自身の一部であると脳に感じさせるのかを理解するための心理物理実験を実施した。2）神経信号で制御可能な、付加的な（第６の）指と感覚フィードバックシステムを開発した。3）人工肢部を制御するための「自由神経活動」を分離し、検証するための技術を開発した。4）当初の研究計画には含まれていなかった項目ではあるが、（１）の結果を拡張することにより、ロボットによる「身体化」の定義を初めて行い、ロボットにおける人間らしい道具の認識を可能にした, 15K12623
研究期間 2015年04月01日 - 2017年03月31日

脳情報復号化技術を用いた視覚野における触覚情報表現の解明
宮脇陽一
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 基盤研究(C), 研究代表者, 閉眼下において触覚刺激を触るだけでも第一次視覚野に脳活動が生じることが先行研究によって示唆されている。そこで本研究では、触覚刺激時に生じる第一次視覚野の脳活動に、触覚刺激の情報が表現されているのかを脳情報復号化技術を用いて検証した。その結果、健常者であっても触覚刺激時に第一次視覚野が活動することは確かにあったが、その脳活動からの触覚刺激のデコーディング成績はいずれの被験者においても低く、統計的に有意ではなかった。以上の結果は、少なくとも本研究で用いた触覚刺激の範囲においては、触覚刺激時に生じる第一次視覚野の脳活動は触覚刺激の情報を含んでおらず、刺激非特異的なものである可能性を示唆している。, 26330172
研究期間 2014年04月01日 - 2017年03月31日

スパースモデリングによるヒト脳内での物体画像表現ダイナミクスの解明
宮脇陽一
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 新学術領域研究(研究領域提案型), 研究代表者, 本年度は、多様な物体画像が「いつ」脳活動に表現されるのかをスパースモデリングを用いて定量化する手法についての研究をさらに押し進めつつ、画像特徴量と物体カテゴリ表現ダイナミクスの関係性の検証を開始した。この目標達成のため、以下の項目を特に重点的に実施した。 １．背景除去済み物体画像を用いたMEG計測実験：MEG信号からの物体カテゴリ予測成績をより高め、結果の信頼性を向上させるため、物体画像刺激に含まれている背景部分を除去した。この背景除去済み物体画像を用いて、新たにMEG信号計測実験を行った。 ２．MEG信号からの皮質上神経電流分布推定と物体カテゴリ情報の時間分解予測解析：背景除去済み画像に対して得られた新しいMEG信号を用いて皮質上神経電流分布を推定した。推定された皮質上神経電流分布の各時刻の信号をパターン識別アルゴリズムを用いて解析することにより、物体カテゴリの情報がいつ脳内に表現されているのかを同定した。 ３．皮質上神経電流分布推定の精度評価：皮質上神経電流分布推定結果の精度評価を行うため、人工データを用いた解析を行った。具体的には、本研究で主たる解析対象とする脳部位に人工的な神経電流源をおき、それをもとに頭皮上で計測される脳磁場信号をシミュレートし、シミュレートした信号から逆に皮質上神経電流分布を推定することで、どの程度正確に原信号を復元出来たかを厳密評価した。 ４．物体カテゴリ画像特徴量の定量化：コンピュータビジョンの分野で物体カテゴリの認識に大きな成果を挙げているDeep convolutional neural network（DCNN）を用いて、MEG信号計測実験で用いた物体画像刺激に対応する高次画像特徴量を抽出した。, 26120514
研究期間 2014年03月01日 - 2016年03月31日

ヒト脳の物体表現様式の解明
KDDI財団, 調査研究助成
研究期間 2014年

ヒト脳における物体認識メカニズムの時間特性の解明
成茂神経科学研究助成基金, 研究助成
研究期間 2014年

神経情報表現に基づく高速物体画像認識アルゴリズムの研究開発
総務省戦略的情報通信研究開発推進制度（ＳＣＯＰＥ）ICTイノベーション創出型研究開発, 研究助成
研究期間 2014年

ヒト脳神経活動の高時空間分解能解析法の開発と応用
内藤記念科学奨励金, 研究助成
研究期間 2014年

ヒト脳活動からの画像認識情報の高速抽出技術の研究
矢崎科学技術振興記念財団, 特定研究助成
研究期間 2014年

脳情報復号化とデータ・マイニング技術による脳内質感情報表現の抽出
宮脇 陽一
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 新学術領域研究(研究領域提案型), 物体の質感知覚は，私たち人間を含む生物一般の生存に不可欠なプロセスであり，また工業製品の印象や価値に影響を与える重要な要素である．しかし，その脳内表現のメカニズムはこれまでほとんどわかっていない．質感研究の難しさは，質感が非常に高次元の情報であるため，どのような画像手がかりが質感を制御しているのかが捉えにくいことに起因する．また質感知覚は本質的にクロスモーダルな性質をもち，視覚のみならず触覚を含む複数の感覚要素の相互作用の結果もたらされるという複雑性を有する．これらの問題にアプローチするため，本年度は，１）画像の特徴量解析と質感情報との対応関係の定量化，および，２）感覚情報のクロスモーダルな脳内表現の解明，の２つの目標を目指した実験および解析を行った． １）においては，画像の特徴量として近年広く研究されているSIFT特徴量を一般自然画像を用いて計算し，構成された特徴量ベクトルからその画像に共起する形容詞を有意に予測することに成功した．ただし，SIFT特徴量は物体カテゴリのよい記述特徴量となることも知られているため，この両者の要因を切り分けた検討をさらに進める必要がある． ２）においては，今年度は特に，質感知覚において重要な触覚情報の脳内表現の解明に注目した実験および解析を行った．触覚刺激は非磁性ピンアレイ型デバイスで生成した．アーチファクトを極力抑えるため受動触の状態をとり，２点弁別閾の最も小さい手指先端部を刺激箇所とした．触覚刺激は基本的な刺激特徴量（運動方向，エッジの方位など）で定義し，対応する脳活動を機能的磁気共鳴画像装置（fMRI）で計測した．計測された脳活動を多変量解析の手法を用いて解析し，体性感覚野に加え，他の感覚野における脳活動の同定を行った．, 23135534
研究期間 2011年 - 2012年

感覚知覚世界の可視化技術の研究開発
宮脇陽一
総務省, 戦略的情報通信研究開発推進制度（ＳＣＯＰＥ）若手ＩＣＴ研究者育成型研究開発, 研究代表者
研究期間 2007年 - 2009年

経頭蓋磁気刺激による神経活動干渉機構の理論的解明
宮脇 陽一
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(B), 平成19年度は以下のサブテーマに関して研究を進めた。 1.過渡的な視覚刺激入力条件での抑制効果の解析,およびそのシナプス結合強度に対する影響についての解析 これまでの解析では,簡単化のため,視覚野神経細胞モデルが定常的に発火するような状況を仮定していた。これに加え,本年度は,より実際の状況を忠実に再現するため,刺激入力が過渡的であり,神経細胞の発火パターンも過渡的な場合を解析した。結果,発火パターンが単安定になるシナプス結合強度では,磁気刺激抑制効果を部分的に(早い潜時帯のみ)しか説明できないことが分かった。遅い潜時帯の抑制効果を説明するには,発火パターンが双安定になるシナプス結合強度か,あるいは高次領野からの遅いフィードバック信号が必要になることが分かった。 2.視覚野以外での磁気刺激効果の解析 視覚野を対象として行ってきた一連のモデル解析結果をもとに,他領野での磁気刺激実験結果の再解釈を行った。特に,ワーキングメモリ保持課題時における持続性発火を説明する背側前頭前野の神経回路モデルとの類似性に着目し,ワーキングメモリ機能解析のための新しい実験提案を行った。, 17700415
研究期間 2005年 - 2007年

大脳皮質磁気刺激による神経活動干渉メカニズムの理論的解明
宮脇 陽一
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 独立行政法人理化学研究所, 若手研究(B), 16700375
研究期間 2004年 - 2004年